Дано:
- Масса раствора = 200 г
- Массовая доля карбоната калия (K2CO3) = 8,60%
Найти:
- Объем хлороводорода (HCl), который нужно пропустить через раствор, чтобы уменьшить массовую долю K2CO3 в два раза.
Решение:
1. Рассчитаем массу карбоната калия в растворе:
Масса K2CO3 = (массовая доля K2CO3 / 100) * масса раствора
Масса K2CO3 = (8,60 / 100) * 200 г = 17,2 г
2. Масса воды в растворе:
Масса воды = масса раствора - масса K2CO3
Масса воды = 200 г - 17,2 г = 182,8 г
3. Уменьшаем массовую долю K2CO3 в два раза:
Новая массовая доля K2CO3 = 8,60% / 2 = 4,30%
4. Пусть x - масса K2CO3 после реакции (она останется неизменной) и y - масса добавленного HCl. Тогда общая масса нового раствора станет (200 г + y).
5. Теперь можем записать уравнение для новой массовой доли K2CO3:
(масса K2CO3 / (масса K2CO3 + масса воды + масса HCl)) * 100 = 4,30%
Подставим известные значения:
(17,2 / (17,2 + 182,8 + y)) * 100 = 4,30%
6. Упростим уравнение:
17,2 = 0,043 * (17,2 + 182,8 + y)
17,2 = 0,043 * (200 + y)
7. Раскроем скобки:
17,2 = 8,6 + 0,043y
8. Переносим все известные величины на одну сторону:
17,2 - 8,6 = 0,043y
8,6 = 0,043y
9. Найдем y:
y = 8,6 / 0,043 ≈ 200 г
10. Теперь нам нужно узнать объем хлороводорода, который соответствует массе 200 г. Для этого найдем количество молей HCl:
Молярная масса HCl = 1,01 (H) + 35,45 (Cl) = 36,46 г/моль
Количество молей HCl = масса / молярная масса
Количество молей HCl = 200 г / 36,46 г/моль ≈ 5,49 моль
11. При нормальных условиях 1 моль газа занимает 22,4 л:
Объем HCl = количество молей * 22,4 л/моль
Объем HCl = 5,49 моль * 22,4 л/моль ≈ 123,78 л
Ответ:
Объем хлороводорода, который следует пропустить через раствор, составляет примерно 123,78 л.