Массовые доли солей в растворе после пропускания газа
Через порцию 10%-го раствора гидроксида натрия массой 160 г пропустили углекислый газ объемом 6,72 л (н. у.). Вычислите массовые доли солей в образовавшемся растворе.
Дано
`m(р-ра) = 160 text{ г}`
`ω(NaOH) = 10%`
`V(CO_2) = 6.72 text{ л}`
Найти
`ω(Na_2CO_3) = text{ ?}`
`ω(NaHCO_3) = text{ ?}`
Решение
Запишем возможные уравнения реакций углекислого газа с гидроксидом натрия:
`CO_2 + 2NaOH = Na_2CO_3 + H_2O`
`CO_2 + NaOH = NaHCO_3`
Найдём массу гидроксида натрия в растворе:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(р-ра))/100 = (10*160)/100 = 16 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида натрия:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 16/40 = 0.4 text{ моль}`
Найдём количество вещества углекислого газа:
`n(CO_2) = (V(CO_2))/V_m = 6.72/22.4 = 0.3 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(0.3 text{ моль})(CO_2) + underset(0.3 text{ моль})(NaOH) = underset(0.3 text{ моль})(NaHCO_3)`
`underset(0.1 text{ моль})(NaHCO_3) + underset(0.1 text{ моль})(NaOH) = underset(0.1 text{ моль})(Na_2CO_3) + H_2O`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n(Na_2CO_3) = 0.1 text{ моль}`
`n(NaHCO_3) = 0.3 - 0.1 = 0.2 text{ моль}`
Найдём массы солей:
`m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3)*M(Na_2CO_3) = 0.1*106 = 10.6 text{ г}`
`m(NaHCO_3) = n(NaHCO_3)*M(NaHCO_3) = 0.2*84 = 16.8 text{ г}`
Масса конечного раствора увеличилась на массу поглощённого CO₂:
`m(CO_2) = n(CO_2)*M(CO_2) = 0.3*44 = 13.2 text{ г}`
`m_text{итог.}(р-ра) = m(р-ра) + m(CO_2) = 160 + 13.2 = 173.2 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω(Na_2CO_3) = (100*m(Na_2CO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*10.6)/173.2 = 6.12%`
`ω(NaHCO_3) = (100*m(NaHCO_3))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*16.8)/173.2 = 9.7%`
Ответ
`ω(Na_2CO_3) = 6.12%`
`ω(NaHCO_3) = 9.7%`