1. Дано:
- Масса исходной смеси: 148 г
- Масса твёрдого вещества после прокаливания: 127 г
2. Найти:
- Массовую долю карбоната натрия в исходной смеси.
3. Решение:
Процесс прокаливания приводит к разложению гидрокарбоната натрия на карбонат натрия, воду и углекислый газ:
2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
При этом изначально в смеси присутствуют карбонат натрия (Na2CO3) и гидрокарбонат натрия (NaHCO3). После прокаливания в остатке остаётся только карбонат натрия (Na2CO3).
Потеря массы в результате разложения гидрокарбоната натрия:
Потерянная масса = масса исходной смеси - масса твёрдого вещества
Потерянная масса = 148 г - 127 г = 21 г
Потеря массы объясняется выделением CO2 и H2O. Определим массу гидрокарбоната натрия, разложившегося в процессе:
Реакция разложения:
2 NaHCO3 → Na2CO3 + CO2 + H2O
Молекулярные массы:
NaHCO3: 23 + 1 + 12 + 3 × 16 = 84 г/моль
Na2CO3: 2 × 23 + 12 + 3 × 16 = 106 г/моль
Молекулярная масса потерь:
2 × 84 = 168 г (разложение 2 моль NaHCO3)
Масса NaHCO3, разложившегося:
(168 г / 106 г) = (21 г / x г)
x = (21 г × 106 г) / 168 г ≈ 13,5 г (масса NaHCO3)
Масса Na2CO3 в образце после прокаливания:
Масса Na2CO3 = 127 г (масса остатка)
Масса Na2CO3 в исходной смеси:
Масса Na2CO3 = масса остатка + масса NaHCO3, преобразованного в Na2CO3
Масса Na2CO3 = 127 г + (13,5 г × 106 / 84) ≈ 127 г + 17,5 г = 144,5 г
Массовая доля Na2CO3 в исходной смеси:
массовая доля = (масса Na2CO3 / масса исходной смеси) × 100%
массовая доля = (144,5 г / 148 г) × 100% ≈ 97,7%
4. Ответ:
Массовая доля карбоната натрия в исходной смеси составляет примерно 97,7%.