Какие массы и массовые доли солей образуются при растворении 22,4 л углекислого газа в 480 г 10% раствора гидроксида

Шмель

2

Хорошо, давайте разберем эту задачу по шагам.

Шаг 1: Запишем уравнение реакции.

Углекислый газ (CO2) растворяется в гидроксиде натрия (NaOH) и образует гидрокарбонат натрия (NaHCO3):

\[CO2 + 2 NaOH \rightarrow Na2CO3 + H2O\]

Шаг 2: Найдем мольную массу углекислого газа (CO2).

Мольная масса CO2 равна сумме массы атомов углерода и двух атомов кислорода:

Масса углерода = 12.01 г/моль

Масса одного атома кислорода = 16.00 г/моль

Таким образом, мольная масса CO2 равна \(12.01 \, г/моль + 2 \cdot 16.00 \, г/моль = 44.01 \, г/моль\).

Шаг 3: Найдем количество молей углекислого газа (CO2).

У нас дан объем газа, который нужно преобразовать в количество молей, используя уравнение Клапейрона:

\(PV = nRT\)

где:

P - давление (которое неизвестно)
V - объем углекислого газа (22.4 л)
n - количество молей газа (что мы ищем)
R - универсальная газовая постоянная (0.0821 л * атм/(моль * К))
T - температура (также неизвестна)

Чтобы найти количество молей, нам нужно определить давление и температуру. Давайте предположим, что реакция происходит при комнатной температуре и нормальном давлении. При нормальных условиях (0°C и 1 атм давления), одна моль газа занимает 22.4 литра объема. Таким образом, мы можем сделать отношение:

\(\frac{{22.4 \, л}}{{1 \, моль}} = \frac{{22.4 \, л}}{{n \, моль}}\)

Решение этого уравнения позволит нам найти количество молей \(n\) газа.

Шаг 4: Найдем количество молей гидроксида натрия (NaOH) в растворе.

Мы знаем массу раствора и его концентрацию (10%), поэтому мы можем найти массу гидроксида натрия в растворе:

Масса гидроксида натрия = 10% × масса раствора

Масса гидроксида натрия = 10% × 480 г

Шаг 5: Найдем количество молей гидроксида натрия (NaOH).

Для этого мы должны сначала найти мольную массу гидроксида натрия. Молярная масса NaOH равна сумме массы натрия (Na), кислорода (O) и водорода (H):

Масса натрия (Na) = 22.99 г/моль
Масса кислорода (O) = 16.00 г/моль
Масса водорода (H) = 1.01 г/моль

Таким образом, молярная масса NaOH равна \(22.99 \, г/моль + 16.00 \, г/моль + 1.01 \, г/моль = 40.00 \, г/моль\).

Теперь мы можем найти количество молей гидроксида натрия (NaOH) в растворе, разделив массу на молярную массу:

\(\frac{{\text{{Масса гидроксида натрия}}}}{{\text{{Молярная масса гидроксида натрия}}}}\)

Шаг 6: Найдем количество молей гидрокарбоната натрия (NaHCO3) и его массу.

По уравнению реакции, 1 моль углекислого газа реагирует с 2 молями гидроксида натрия для образования 1 моля гидрокарбоната натрия. Таким образом, количество молей гидрокарбоната натрия будет равно количеству молей углекислого газа:

Количество молей гидрокарбоната натрия (NaHCO3) = количество молей углекислого газа (CO2)

Теперь мы можем найти массу гидрокарбоната натрия, зная его количество молей и молярную массу.

Масса гидрокарбоната натрия = количество молей × молярная масса

Шаг 7: Найдем массовую долю солей.

Массовая доля каждой соли равна отношению массы этой соли к общей массе раствора.

Массовая доля соли = \(\frac{{\text{{масса соли}}}}{{\text{{общая масса раствора}}}}\)

Таким образом, мы получим массовую долю гидроксида натрия (NaOH), гидрокарбоната натрия (NaHCO3) и углекислого газа (CO2).

Это полное решение задачи. Можете задавать вопросы, если что-то не понятно или нужно больше объяснений.