Массовая доля соли и объем углекислого газа
В 1060 г 2%-го раствора карбоната натрия растворили 14,3 г кристаллической соды (Na2CO3∙10H2O). Вычислите массовую долю соли в полученном растворе. Вычислите объем углекислого газа (н. у.), который образуется при взаимодействии полученного раствора с избытком соляной кислоты.
Дано
`m_text{исх.}(р-ра) = 1060 text{ г}`
`ω_text{исх.}(Na_2CO_3) = 2%`
`m_text{доб.}(Na_2CO_3*10H_2O) = 14.3 text{ г}`
Найти
`ω_text{итог.}(Na_2CO_3) = text{ ?}`
`V(CO_2) = text{ ?}`
Решение
Найдём массу карбоната натрия в исходном растворе:
`m_text{исх.}(Na_2CO_3) = (ω_text{исх.}(Na_2CO_3)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (2*1060)/100 = 21.2 text{ г}`
Найдём количество вещества добавленной кристаллической соды:
`n_text{доб.}(Na_2CO_3*10H_2O) = (m_text{доб.}(Na_2CO_3*10H_2O))/(M(Na_2CO_3*10H_2O)) = 14.3/286 = 0.05 text{ моль}`
Количество вещества безводного карбоната натрия равно количеству вещества кристаллогидрата:
`n_text{доб.}(Na_2CO_3) = n_text{доб.}(Na_2CO_3*10H_2O) = 0.05 text{ моль}`
Найдём массу чистого `Na_2CO_3`, добавленного с кристаллогидратом:
`m_text{доб.}(Na_2CO_3) = n_text{доб.}(Na_2CO_3)*M(Na_2CO_3) = 0.05*106 = 5.3 text{ г}`
Найдём общую массу карбоната натрия в конечном растворе:
`m_text{итог.}(Na_2CO_3) = m_text{исх.}(Na_2CO_3) + m_text{доб.}(Na_2CO_3) = 21.2 + 5.3 = 26.5 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m_text{доб.}(Na_2CO_3*10H_2O) = 1060 + 14.3 = 1074.3 text{ г}`
Вычислим массовую долю карбоната натрия в конечном растворе:
`ω_text{итог.}(Na_2CO_3) = (100*m_text{итог.}(Na_2CO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*26.5)/1074.3 = 2.467%`
Запишем уравнение реакции карбоната натрия с соляной кислотой:
`Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2O + CO_2 text{↑}`
Найдём количество вещества карбоната натрия в итоговом растворе:
`n_text{итог.}(Na_2CO_3) = (m_text{итог.}(Na_2CO_3))/(M(Na_2CO_3)) = 26.5/106 = 0.25 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества углекислого газа равно количеству вещества карбоната натрия:
`n(CO_2) = n_text{итог.}(Na_2CO_3) = 0.25 text{ моль}`
Найдём объём углекислого газа при н.у.:
`V(CO_2) = n(CO_2)*V_m = 0.25*22.4 = 5.6 text{ л}`
Ответ
`ω_text{итог.}(Na_2CO_3) = 2.467%`
`V(CO_2) = 5.6 text{ л}`