Дано:
- Объем раствора карбоната натрия (Na2CO3): 505 мл
- Концентрация раствора: 10%
- Плотность раствора: 1,048 г/мл
- Объем поглощенного углекислого газа (CO2): 5 л (при нормальных условиях)
Найти:
- Массовые доли растворенных веществ в полученном растворе.
Решение:
1. Найдем массу раствора:
Масса раствора = объем раствора * плотность раствора
Масса раствора = 505 мл * 1,048 г/мл
Масса раствора = 529,24 г
2. Найдем массу карбоната натрия в растворе (10% от массы раствора):
Масса Na2CO3 = 10% * масса раствора
Масса Na2CO3 = 0,10 * 529,24 г
Масса Na2CO3 = 52,92 г
3. Найдем массу растворенного Na2CO3:
Масса Na2CO3 = 52,92 г
4. Рассчитаем количество молей CO2, поглощенного раствором (используем идеальный газовый закон при н.у.):
V = n * V_мол
где V_мол = 22,4 л/моль
Количество молей CO2 = объем CO2 / молярный объем CO2
Количество молей CO2 = 5 л / 22,4 л/моль
Количество молей CO2 = 0,223 моль
5. Найдем массу Na2CO3, который мог бы реагировать с таким количеством CO2:
Реакция: Na2CO3 + CO2 + H2O → 2 NaHCO3
Количество молей Na2CO3 требуется для реакции:
Количество молей Na2CO3 = количество молей CO2
Количество молей Na2CO3 = 0,223 моль
Масса Na2CO3, поглотившего CO2:
Масса Na2CO3 = количество молей * молекулярная масса Na2CO3
Молекулярная масса Na2CO3 = 106 г/моль
Масса Na2CO3 = 0,223 моль * 106 г/моль
Масса Na2CO3 = 23,65 г
6. Определим массу Na2CO3, оставшуюся после реакции:
Масса Na2CO3 после реакции = начальная масса - масса, поглотившая CO2
Масса Na2CO3 после реакции = 52,92 г - 23,65 г
Масса Na2CO3 после реакции = 29,27 г
7. Найдем массовые доли растворенных веществ в полученном растворе:
- Массовая доля Na2CO3 = (масса Na2CO3 после реакции / масса раствора) * 100%
Массовая доля Na2CO3 = (29,27 г / 529,24 г) * 100%
Массовая доля Na2CO3 ≈ 5,53%
- Массовая доля CO2 = (масса CO2 / масса раствора) * 100%
Масса CO2 в растворе = 5 л * 1,98 г/л = 9,9 г (с плотностью CO2 1,98 г/л)
Массовая доля CO2 = (9,9 г / 529,24 г) * 100%
Массовая доля CO2 ≈ 1,87%
Ответ:
- Массовая доля Na2CO3 в полученном растворе ≈ 5,53%
- Массовая доля CO2 в полученном растворе ≈ 1,87%