Какова массовая доля (%) карбоната натрия и карбоната калия в смеси, если 0,4000 г смеси, содержащей карбонаты натрия

Ledyanoy_Vzryv_1388

4

Для решения данной задачи, нам нужно использовать закон сохранения массы. Закон сохранения массы гласит, что сумма масс реагентов должна быть равна сумме масс продуктов реакции.

Итак, у нас есть масса смеси, содержащей карбонаты натрия и калия, которая равна 0,4000 г. Мы также знаем объем и концентрацию раствора HCl, с которым смесь реагирует.

1. Найдем количество вещества (моль) HCl, используя уравнение расчета мольной концентрации:

\[n_{HCl} = C_{HCl} \times V_{HCl}\]

Где \(n_{HCl}\) - количество вещества HCl, \(C_{HCl}\) - мольная концентрация HCl, \(V_{HCl}\) - объем HCl.

Подставим известные значения:

\[n_{HCl} = 0,3000 \, \text{М} \times 0,02200 \, \text{л} = 0,0066 \, \text{моль HCl}\]

2. Так как карбонаты натрия и калия реагируют с HCl согласно уравнению реакции:

\[Na_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2NaCl + CO_2 + H_2O\]
\[K_2CO_3 + 2HCl \rightarrow 2KCl + CO_2 + H_2O\]

и известно, что каждый моль HCl реагирует с одним моль карбоната натрия или одним моль карбоната калия, мы можем сказать, что количество моль карбонатов натрия и калия будет равно количеству моль HCl:

\[n_{Na_2CO_3} = n_{K_2CO_3} = 0,0066 \, \text{моль}\]

3. Найдем молярную массу карбоната натрия (Na2CO3) и карбоната калия (K2CO3). Молярная масса Na2CO3 равняется 105,99 г/моль, а молярная масса K2CO3 равняется 138,21 г/моль.

4. Найдем массу карбоната натрия и карбоната калия в смеси, используя формулу:

\[m = n \times M\]

Где \(m\) - масса, \(n\) - количество вещества, \(M\) - молярная масса.

Для карбоната натрия:

\[m_{Na_2CO_3} = n_{Na_2CO_3} \times M_{Na_2CO_3}\]
\[m_{Na_2CO_3} = 0,0066 \, \text{моль} \times 105,99 \, \text{г/моль} = 0,699 \, \text{г}\]

Для карбоната калия:

\[m_{K_2CO_3} = n_{K_2CO_3} \times M_{K_2CO_3}\]
\[m_{K_2CO_3} = 0,0066 \, \text{моль} \times 138,21 \, \text{г/моль} = 0,910 \, \text{г}\]

5. Теперь, чтобы найти массовую долю (%) карбоната натрия и карбоната калия в смеси, мы должны разделить их массы на массу общей смеси и умножить на 100:

\[ \text{Массовая доля карбоната натрия} = \frac{m_{Na_2CO_3}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\]
\[ \text{Массовая доля карбоната калия} = \frac{m_{K_2CO_3}}{m_{\text{смеси}}} \times 100\]

Подставим значения:

\[ \text{Массовая доля карбоната натрия} = \frac{0,699 \, \text{г}}{0,4000 \, \text{г}} \times 100 \approx 174,8\%\]
\[ \text{Массовая доля карбоната калия} = \frac{0,910 \, \text{г}}{0,4000 \, \text{г}} \times 100 \approx 227,5\%\]

Таким образом, массовая доля карбоната натрия составляет приблизительно 174,8%, а массовая доля карбоната калия составляет приблизительно 227,5%. Отметим, что полученные значения больше 100%, что является необычным и может быть ошибочным. Поэтому, возможно, была допущена ошибка в расчетах или предоставлены некорректные данные. Настоятельно рекомендуется повторно проверить задачу и исходные данные, чтобы получить правильный ответ.