Какие массовые доли компонентов присутствуют в 5,30 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия, если при реакции

  • 5
Какие массовые доли компонентов присутствуют в 5,30 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия, если при реакции с избытком соляной кислоты выделилось 784 мл газа (н. у.)?
Летучий_Волк
1
Данная задача связана с определением массовых долей компонентов в смеси на основе данных о реакции этих компонентов с избытком соляной кислоты. Чтобы решить задачу, нужно разобрать пошагово все необходимые шаги и обосновать каждое решение.

1. Вычислим количество вещества (в молях) соляной кислоты. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
NaOH+HClNaCl+H2O

Учитывая, что объем натрия газа, выделенного при реакции, составляет 784 мл, а условия нормальных условий (н.у.) подразумевают температуру 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера, мы можем использовать следующий расчет:

Для газов, объем непосредственно пропорционален количеству вещества по уравнению состояния газа PV=nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

714 мл = 0,714 л (переведем мл в л)
P = 1 атм (нормальные условия)
T = 0 градусов Цельсия = 273 К
R = 0,0821 л·атм/(моль·К) (универсальная газовая постоянная)

Используя уравнение состояния газа, мы можем найти количество вещества n соляной кислоты:
n=PVRT=10,7140,08212730,03014моль

2. Так как соляная кислота реагирует с избытком, то все это количество соляной кислоты reagiert с учетом соотношения 1 к 1 с NaOH.

3. Следовательно, количество NaOH, реагировавшего с 0,03014 молью HCl, также составляет 0,03014 моль.

4. Выразим количество NaOH и Na2CO3 в массе, затем найдем их массовые доли.

Молярные массы веществ:
MNaOH=23+16+1=40г/моль
MNa2CO3=223+316=106г/моль

Масса NaOH, реагировавшего с HCl:
mNaOH=nNaOHMNaOH=0,03014моль40г/моль1,2056г

После этого выберемся количество Na2CO3, аналогичное количеству NaOH:
nNa2CO3=0,03014моль

Масса Na2CO3:
mNa2CO3=nNa2CO3MNa2CO3=0,03014моль106г/моль3,19684г

5. Теперь можем найти массовые доли компонентов в смеси.

Массовая доля NaOH:
XNaOH=mNaOHmсмеси100%

Массовая доля Na2CO3:
XNa2CO3=mNa2CO3mсмеси100%

где mсмеси - масса смеси, равная 5,30 г.

Массовая доля NaOH:
XNaOH=1,2056г5,30г100%22,78%

Массовая доля Na2CO3:
XNa2CO3=3,19684г5,30г100%60,35%

Ответ: Массовая доля компонента NaOH составляет около 22,78%, а массовая доля компонента Na2CO3 составляет около 60,35% в 5,30 г смеси хлорида натрия и карбоната натрия.