Дано:
- Объём этина (C2H2) = 30,8 дм3
- Плотность раствора гидроксида калия (KOH) = 1,19 г/см3
- Массовая доля KOH в растворе = 20,0 %
Найти: минимальный объём раствора KOH, необходимый для поглощения углекислого газа (CO2), образующегося при сжигании этина.
Решение:
1. Реакция сжигания этина:
C2H2 + 2O2 → 2CO2 + H2O
Из уравнения видно, что на 1 моль этиленового газа (C2H2) образуется 2 моль углекислого газа (CO2).
2. Определим количество молей этина в 30,8 дм3:
В нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22,4 л (или 22,4 дм3).
n(C2H2) = V / Vм = 30,8 дм3 / 22,4 дм3/моль ≈ 1,375 моль
3. Количество образующегося углекислого газа:
n(CO2) = 2 * n(C2H2) = 2 * 1,375 моль = 2,75 моль
4. Найдём массу углекислого газа:
Молярная масса CO2 ≈ 44 г/моль.
m(CO2) = n(CO2) * M(CO2) = 2,75 моль * 44 г/моль = 121 г
5. Реакция между KOH и CO2:
CO2 + 2KOH → K2CO3 + H2O
Для поглощения 1 моля CO2 требуется 2 моля KOH.
Следовательно, для 2,75 моль CO2 потребуется:
n(KOH) = 2 * n(CO2) = 2 * 2,75 моль = 5,5 моль
6. Найдём массу KOH:
Молярная масса KOH ≈ 56,1 г/моль.
m(KOH) = n(KOH) * M(KOH) = 5,5 моль * 56,1 г/моль ≈ 308,55 г
7. Посчитаем массу раствора KOH с учётом его массовой доли:
Масса раствора = m(KOH) / (массовая доля KOH) = 308,55 г / 0,20 = 1542,75 г
8. Найдём объём раствора KOH:
Объём раствора = масса раствора / плотность раствора
V(раствора) = 1542,75 г / (1,19 г/см3) ≈ 1290,8 см3 = 1,2908 дм3
Ответ:
Минимальный объём раствора гидроксида калия, необходимый для поглощения углекислого газа, составляет примерно 1,29 дм3.