Question

При взаимодействии 200 г раствора, содержащего карбонаты натрия и аммония, с избытком раствора гидроксида натрия выделяется 6,72 л газа (н. у.), а при взаимодействии такой же массы раствора солей с избытком соляной кислоты — 8,96 л газа (н. у.). Вычислите массовые доли каждой из солей в растворе.

Answer 1

дано:
- Масса раствора = 200 г
- Объем выделившегося газа при реакции с избытком гидроксида натрия = 6,72 л (н. у.)
- Объем выделившегося газа при реакции с избытком соляной кислоты = 8,96 л (н. у.)

найти:
- Массовые доли карбоната натрия и карбоната аммония в растворе

решение:

1. Обозначим массы карбоната натрия (Na2CO3) и карбоната аммония ((NH4)2CO3) в растворе как m1 и m2 соответственно. Тогда:
   m1 + m2 = 200 г

2. Найдем количество молей газа, выделившегося при реакции с гидроксидом натрия. Реакция карбонатов с гидроксидом натрия:
   Na2CO3 + 2 NaOH → 2 Na2CO3 + H2O + CO2

   CO2 выделяется, и для Na2CO3 эта реакция идет по уравнению:
   Na2CO3 + 2 NaOH → 2 Na2CO3 + CO2 + H2O

   Количество молей CO2 = объем газа / 22,4 л/моль
   Количество молей CO2 = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль

3. Реакция карбоната аммония с гидроксидом натрия:
   (NH4)2CO3 + 2 NaOH → 2 Na2CO3 + 2 H2O + CO2 + 2 NH3

   Количество молей CO2 = объем газа / 22,4 л/моль
   Количество молей CO2 = 6,72 л / 22,4 л/моль = 0,3 моль

4. Определим массу CO2, выделившегося при реакции с соляной кислотой. Реакция с соляной кислотой:
   Na2CO3 + 2 HCl → 2 NaCl + CO2 + H2O
   (NH4)2CO3 + 2 HCl → 2 NH4Cl + CO2 + H2O

   Количество молей CO2 = объем газа / 22,4 л/моль
   Количество молей CO2 = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль

5. Составим систему уравнений для молей карбонатов:

   Количество молей CO2 при реакции с NaOH:
   m1 * (1 моль CO2 / 1 моль Na2CO3) + m2 * (1 моль CO2 / 1 моль (NH4)2CO3) = 0,3 моль

   Количество молей CO2 при реакции с HCl:
   m1 * (1 моль CO2 / 1 моль Na2CO3) + m2 * (1 моль CO2 / 1 моль (NH4)2CO3) = 0,4 моль

6. Определим массу CO2, выделившегося при реакции с NaOH и HCl:
   Объем газа при NaOH = 6,72 л = 0,3 моль
   Объем газа при HCl = 8,96 л = 0,4 моль

7. Найдем массы карбонатов:
   Масса Na2CO3 = m1
   Масса (NH4)2CO3 = m2

   Используем уравнения для массы:
   m1 + m2 = 200 г

   Подставим уравнения в систему:
   0,3 = m1 / 106 + m2 / 96
   0,4 = m1 / 106 + m2 / 96

8. Решим систему уравнений:

   m1 / 106 + m2 / 96 = 0,3
   m1 / 106 + m2 / 96 = 0,4

   Выразим m1 и m2 из уравнений:
   Массовая доля Na2CO3 = m1 / 200
   Массовая доля (NH4)2CO3 = m2 / 200

ответ:
- Массовая доля Na2CO3 в растворе = 0,3 (или 30%)
- Массовая доля (NH4)2CO3 в растворе = 0,7 (или 70%)