Каковы массовые доли веществ в полученном растворе после прохождения через него углекислого газа, полученного

Zvezdopad_V_Kosmose

11

Для решения данной задачи, нам необходимо проследить, какие вещества присутствовали в исходной смеси газов, а также каким образом они взаимодействовали при прохождении через раствор гидроксида натрия.

1. Начнем с анализа исходной смеси метана и этана в объемном соотношении 1:2. Поскольку мы знаем объем газа (3,36 л), мы можем вычислить объем каждого компонента с помощью соотношения объемов. Так как метан и этан объединены соотношением 1:2, то объем метана будет составлять 3,36/4 = 0,84 л, а объем этана – 2 * 0,84 = 1,68 л.

2. Теперь, когда мы знаем объем каждого газа, давайте рассмотрим процесс прохождения углекислого газа через раствор гидроксида натрия. Углекислый газ будет реагировать с гидроксидом натрия по следующему уравнению:

\[CO_2 + 2NaOH → Na_2CO_3 + H_2O\]

Вышеприведенное уравнение показывает, что одна молекула углекислого газа реагирует с двумя молекулами гидроксида натрия, образуя молекулу карбоната натрия и одну молекулу воды.

3. Мы знаем, что объем раствора гидроксида натрия, через который прошел газ, составляет 152,7 мл. Из этого объема мы можем вычислить количество гидроксида натрия в растворе, умножив объем на его массовую долю: (152,7 мл) * (12% массовая доля) = 18,324 г.

4. Для дальнейших расчетов нам необходимо знать молярную массу гидроксида натрия (NaOH). Она равна 22,99 г/моль для натрия (Na), 16,00 г/моль для кислорода (O) и 1,01 г/моль для водорода (H), суммируя эти значения, получим: 22,99 + 16,00 + 1,01 = 40 г/моль.

5. Теперь мы можем вычислить количество молей гидроксида натрия, используя полученную массу и молярную массу: (18,324 г) / (40 г/моль) = 0,458 моль.

6. Из уравнения реакции, мы видим, что одна молекула углекислого газа превращается в одну молекулу карбоната натрия. Следовательно, количество молей карбоната натрия также будет равно 0,458 моль.

7. Давайте теперь рассмотрим массу карбоната натрия. Молярная масса карбоната натрия (Na2CO3) равна 22,99 г/моль для натрия (Na), 12,01 г/моль для углерода (C) и 16,00 г/моль для кислорода (O), суммируя эти значения, получим: 22,99*2 + 12,01 + 16,00*3 = 105,99 г/моль.

8. Масса карбоната натрия будет равна: (0,458 моль) * (105,99 г/моль) = 48,5 г.

9. Теперь давайте рассмотрим массу полученного раствора, включая массу гидроксида натрия и карбоната натрия. Масса раствора гидроксида натрия составляет: (152,7 мл) * (1,31 г/мл) = 200,517 г.

10. Для вычисления массовой доли каждого вещества в растворе, мы можем разделить массу каждого компонента на общую массу раствора и умножить на 100%.

Массовая доля гидроксида натрия будет равна: (18,324 г) / (200,517 г) * 100% ≈ 9,14%.

Массовая доля карбоната натрия будет равна: (48,5 г) / (200,517 г) * 100% ≈ 24,18%.

Итак, массовая доля гидроксида натрия в полученном растворе составляет около 9,14%, а массовая доля карбоната натрия - около 24,18%.