Состав смеси карбоната и гидрокарбоната натрия после прокаливания
146 г смеси, состоящей из карбоната и гидрокарбоната натрия, сильно прокалили. Остаток после прокаливания весил 137 г. Выразите состав смеси в массовых долях.
Дано
`m_text{исх.}(смеси) = 146 text{ г}`
`m_text{ост.}(Na_2CO_3) = 137 text{ г}`
Найти
`ω(NaHCO_3) = text{ ?}`
`ω(Na_2CO_3) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции разложения гидрокарбоната натрия при прокаливании:
`2NaHCO_3 = Na_2CO_3 + CO_2 text{↑} + H_2O text{↑}`
Найдем на сколько изменилась масса смеси:
`Δm(смеси) = m_text{исх.}(смеси) - m_text{ост.}(Na_2CO_3) = 146 - 137 = 9 г`
Изменение массы смеси обусловлено выделением газов (`CO_2` и `H_2O`), значит:
`Δm(смеси) = m(CO_2) + m(H_2O) = n(CO_2)*M(CO_2) + n(H_2O)*M(H_2O) = 44*n(CO_2) + 18*n(H_2O) = 9`
При разложении 2 моль `NaHCO_3` образуются по 1 моль газов (`CO_2` и `H_2O`), значит:
`n(CO_2) = n(H_2O) = (n(NaHCO_3))/2`
Подставим вместо количества веществ газов значения в ранее полученное уравнение:
`(44*n(NaHCO_3))/2 + (18*n(NaHCO_3))/2 = 9`
`n(NaHCO_3) = 9/31 text{ моль}`
Найдем массу гидрокарбоната натрия:
`m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3)*M(NaHCO_3) = 9/31*84 = 24.39 text{ г}`
Вычислим массовые доли гидрокарбоната и карбоната натрия в исходной смеси:
`ω(NaHCO_3) = (100*m(NaHCO_3))/(m_text{исх.}(смеси)) = (100*24.39)/(146) = 16.71%`
`ω(Na_2CO_3) = 100 - ω(NaHCO_3) = 100 - 16.71 = 83.29%`
Ответ
`ω(NaHCO_3) = 16.71%`
`ω(Na_2CO_3) = 83.29%`