Объем газа от соляной кислоты и карбоната натрия
Вычислите объем газа (н. у.), выделившегося при сливании 150 г 30%-иой соляной кислоты с раствором карбоната натрия, содержащим 0,5 моль этой соли.
Дано
`m(text{р-ра } HCl) = 150 text{ г}`
`ω(HCl) = 30%`
`n(Na_2CO_3) = 0.5 text{ моль}`
Найти
`V(газа) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции соляной кислоты с карбонатом натрия:
`Na_2CO_3 + 2HCl = 2NaCl + CO_2 text{↑} + H_2O`
Найдём массу хлороводорода в растворе:
`m(HCl) = (ω(HCl)*m(text{р-ра } HCl))/100 = (30*150)/100 = 45 text{ г}`
Найдём количество вещества HCl:
`n(HCl) = (m(HCl))/(M(HCl)) = 45/36.5 = 1.233 text{ моль}`
По уравнению реакции на 1 моль `Na_2CO_3` требуется 2 моль HCl. Для 0,5 моль `Na_2CO_3` потребуется 1 моль HCl. У нас имеется 1,233 моль HCl, что больше требуемого. Следовательно, карбонат натрия в недостатке, расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции, количество вещества углекислого газа равно количеству вещества карбоната натрия:
`n(CO_2) = n(Na_2CO_3) = 0.5 text{ моль}`
Найдём объём углекислого газа при н.у.:
`V(CO_2) = n(CO_2)*V_m = 0.5*22.4 = 11.2 text{ л}`
Ответ
`V(CO_2) = 11.2 text{ л}`