Дано:
- Масса воды = 3,50 кг = 3500 г
- Массовая доля угольной кислоты (H2CO3) в растворе = 0,045 %
Найти:
- Химическое количество углекислого газа (CO2), которое нужно растворить.
Решение:
1. Рассчитаем массу угольной кислоты в растворе:
масса H2CO3 = (массовая доля / 100) * общая масса раствора
Общая масса раствора равна массе воды плюс масса угольной кислоты:
масса раствора = масса воды + масса H2CO3
Обозначим массу H2CO3 как x г, тогда:
масса раствора = 3500 г + x г
Подставим это в формулу для массы H2CO3:
x = (0,045 / 100) * (3500 + x)
2. Упрощаем уравнение:
x = 0,00045 * (3500 + x)
x = 1,575 + 0,00045x
Переносим все члены с x в одну сторону:
x - 0,00045x = 1,575
(1 - 0,00045)x = 1,575
0,99955x = 1,575
Решим для x:
x = 1,575 / 0,99955 ≈ 1,575 г
3. Теперь найдем количество молей угольной кислоты (H2CO3):
Молярная масса H2CO3:
M(H2CO3) = 2 * 1 (водород) + 12 (углерод) + 3 * 16 (кислород) = 2 + 12 + 48 = 62 г/моль
n(H2CO3) = масса H2CO3 / молярная масса = 1,575 г / 62 г/моль ≈ 0,0254 моль
4. Поскольку 1 моль H2CO3 получается из 1 моля CO2, то количество молей углекислого газа будет равно количеству молей угольной кислоты:
n(CO2) = n(H2CO3) ≈ 0,0254 моль
Ответ:
Для получения раствора угольной кислоты с массовой долей 0,045 % необходимо растворить примерно 0,0254 моль углекислого газа в воде.