Выход углекислого газа из известняка с примесями
В уксусной кислоте растворили 250 г известняка, содержащего 20% примесей, и получили при этом 33,6 л (н. у.) углекислого газа. Какую объёмную долю составляет выход углекислого газа от теоретически возможного?
Дано
`m_text{тех.}(известняка) = 250 text{ г}`
`ω(примесей) = 20%`
`V_text{практ.}(CO_2) = 33.6 text{ л}`
Найти
`η(CO_2) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции известняка с уксусной кислотой:
`CaCO_3 + 2CH_3COOH = (CH_3COO)_2Ca + CO_2 text{↑} + H_2O`
Найдём массовую долю чистого карбоната кальция в известняке:
`ω(CaCO_3) = 100 - ω(примесей) = 100 - 20 = 80%`
Вычислим массу чистого карбоната кальция:
`m(CaCO_3) = (ω(CaCO_3)*m_text{тех.}(известняка))/100 = (80*250)/100 = 200 text{ г}`
Найдём количество вещества карбоната кальция:
`n(CaCO_3) = (m(CaCO_3))/(M(CaCO_3)) = 200/100 = 2 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, теоретическое количество углекислого газа равно количеству карбоната кальция:
`n_text{теор.}(CO_2) = n(CaCO_3) = 2 text{ моль}`
Найдём теоретический объём углекислого газа при н.у.:
`V_text{теор.}(CO_2) = n_text{теор.}(CO_2)*V_m = 2*22.4 = 44.8 text{ л}`
Рассчитаем выход углекислого газа в процентах:
`η(CO_2) = (100*V_text{практ.}(CO_2))/(V_text{теор.}(CO_2)) = (100*33.6)/44.8 = 75%`
Ответ
`η(CO_2) = 75%`