Какова масса карбоната кальция, использованного в реакции, если 2 г известняка обработали соляной кислотой

Sovunya

37

Чтобы определить массу карбоната кальция, использованного в реакции, мы будем использовать стехиометрию - отношение между количеством реагентов и продуктов в химической реакции.

Давайте сначала рассмотрим химическую реакцию, которая происходит между известняком (CaCO3) и соляной кислотой (HCl):

\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2\]

Из уравнения видно, что для каждой молекулы CaCO3 реагирует две молекулы HCl, образуя одну молекулу CO2. Таким образом, отношение между мольными количествами CaCO3 и CO2 будет 1:1.

Определим количество молей CO2 с использованием идеального газового закона:

\[PV = nRT\]

Где P - давление газа, V - его объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах. Обратите внимание, что мы предполагаем, что реакция произошла при определенных условиях давления и температуры.

Из условия задачи мы знаем, что объем газа составляет 0,24 л. Нам также необходимо знать температуру и давление, при которых произошла реакция, чтобы использовать правильное значение универсальной газовой постоянной.

Допустим, что реакция произошла при комнатной температуре (около 298 K) и обычном атмосферном давлении (около 1 атм). В этих условиях значение универсальной газовой постоянной, R, составляет около 0,0821 л·атм/(моль·K).

Тогда мы можем использовать идеальный газовый закон для определения количества молей CO2:

\[n = \frac{{PV}}{{RT}}\]

Подставляем известные значения:

\[n = \frac{{0,24\ л \times 1\ атм}}{{0,0821\ л \cdot атм/(моль \cdot К) \times 298\ K}}\]

Рассчитываем:

\[n = \frac{{0,24}}{{0,0821 \times 298}} \approx 0,0102\ моль\ CO2\]

Так как соотношение между мольными количествами CaCO3 и CO2 равно 1:1, мы можем сказать, что количество молей CaCO3 также составляет 0,0102.

Далее, чтобы определить массу карбоната кальция, мы должны использовать молярную массу CaCO3, которая составляет примерно 100,09 г/моль. Умножим количество молей CaCO3 на его молярную массу:

\[m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3}\]

Подставляем известные значения:

\[m_{CaCO_3} = 0,0102\ моль \times 100,09\ г/моль \approx 1,02\ г\]

Таким образом, масса карбоната кальция, использованного в реакции, составляет примерно 1,02 г.