Какова масса и объем углекислого газа, выделяющегося при распаде 50 г кальциевого карбоната?

Morozhenoe_Vampir

6

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо знать состав кальциевого карбоната (CaCO3) и реакцию его распада. Кальциевый карбонат состоит из одного атома кальция (Ca), одного атома углерода (C) и трех атомов кислорода (O). Его химическая формула выглядит следующим образом: CaCO3.

Когда кальциевый карбонат распадается, образуется углекислый газ (CO2) и оксид кальция (CaO). Реакция выглядит как:

CaCO3 -> CaO + CO2

Теперь мы можем приступить к решению задачи.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества кальциевого карбоната в молях. Для этого нам нужно определить число молей, используя молярную массу CaCO3. Молярная масса CaCO3 составляет примерно 100,09 г/моль (40,08 г/моль для кальция, 12,01 г/моль для углерода и 3 * 16,00 г/моль для кислорода).

Масса кальциевого карбоната (CaCO3): 50 г

Количество вещества CaCO3 (в молях) = Масса CaCO3 / Молярная масса CaCO3
Количество вещества CaCO3 = 50 г / 100,09 г/моль

Вычисляем количество вещества CaCO3:
Количество вещества CaCO3 ≈ 0,4999 моль (до пяти знаков после запятой)

Шаг 2: Теперь мы можем использовать коэффициенты реакции, чтобы вычислить количество вещества углекислого газа (CO2), выделяющегося при распаде указанного количества CaCO3. Так как распадается одна моль CaCO3, то образуется одна моль CO2.

Количество вещества CO2 = Количество вещества CaCO3 = 0,4999 моль

Шаг 3: Наконец, мы можем рассчитать массу и объем углекислого газа, используя его молярную массу и идеальный газовый закон.

Молярная масса CO2 составляет примерно 44,01 г/моль.

Масса CO2 = Количество вещества CO2 x Молярная масса CO2
Масса CO2 = 0,4999 моль x 44,01 г/моль

Вычисляем массу CO2:
Масса CO2 ≈ 22,00 г

Объем углекислого газа (CO2) можно вычислить, используя идеальный газовый закон, который устанавливает, что объем газа пропорционален его количеству вещества и температуре. Для удобства, давайте предположим, что распад кальциевого карбоната происходит при комнатной температуре (около 25 градусов Цельсия) и атмосферном давлении (около 1 атм).

V = nRT/P

где V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная (22,414 л/моль*град), T - температура в Кельвинах, P - давление.

Для удобства переведем температуру в Кельвины:
T (в Кельвинах) = T (в градусах Цельсия) + 273,15
T = 25 + 273,15

Теперь можем рассчитать объем углекислого газа:

Объем CO2 = Количество вещества CO2 x R x T / P
Объем CO2 = 0,4999 моль x 22,414 л/моль*град x (25 + 273,15) K / 1 атм

Вычисляем объем CO2:
Объем CO2 ≈ 281,89 л

Таким образом, масса углекислого газа, выделяющегося при распаде 50 г кальциевого карбоната, составляет примерно 22,00 г, а его объем составляет около 281,89 л.