Question

Пероксид натрия применяют на подводных лодках для поглощения углекислого газа, образующегося при дыхании членов экипажа. Поглощение углекислого газа пероксидом натрия сопровождается выделением кислорода и образованием карбоната натрия. Рассчитайте, какая масса пероксида натрия потребуется для связывания углекислого газа, выдыхаемого в течение суток командой из 100 человек на подводной лодке, если известно, что взрослый мужчина в среднем в течение часа выдыхает СО2 объёмом (н. у.) 20 дм3.

Answer 1

дано:  
- количество человек = 100  
- объем углекислого газа (CO2), выдыхаемого одним человеком за час = 20 дм3 = 0.020 м3 = 20 л  
- время = 24 часа  

найти:  
массу пероксида натрия (Na2O2), необходимую для поглощения углекислого газа.

решение:  
1. Рассчитаем общий объем CO2, выдыхаемого 100 людьми за сутки:  
   V_CO2 = объем на человека за час * количество человек * время  
   V_CO2 = 20 л/час * 100 человек * 24 часа = 48000 л = 48 м3

2. Найдем количество моль углекислого газа, используя уравнение состояния идеального газа:  
   n_CO2 = V / Vm, где Vm = 22.4 л/моль (при н.у.)  
   n_CO2 = 48000 л / 22.4 л/моль ≈ 2142.86 моль  

3. Уравнение реакции между пероксидом натрия и углекислым газом:  
   2 Na2O2 + CO2 → 2 Na2CO3 + O2  
   
   Из уравнения видно, что 2 моль Na2O2 реагируют с 1 моль CO2. Следовательно, количество моль пероксида натрия:  
   n_Na2O2 = 2 * n_CO2  
   n_Na2O2 = 2 * 2142.86 моль ≈ 4285.72 моль  

4. Найдем молярную массу пероксида натрия (Na2O2):  
   - Молярная масса натрия (Na) = 22.99 г/моль  
   - Молярная масса кислорода (O) = 16.00 г/моль  
   
   Молярная масса Na2O2 = (2 * 22.99) + (2 * 16.00) = 45.98 + 32.00 = 77.98 г/моль  

5. Рассчитаем массу пероксида натрия:  
   m_Na2O2 = n_Na2O2 * молярная масса Na2O2  
   m_Na2O2 = 4285.72 моль * 77.98 г/моль ≈ 334,516.3 г = 334.52 кг  

ответ:   334.52 кг