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

Артур

66

Чтобы решить эту задачу, нужно провести несколько шагов. Давайте начнем.

Шаг 1: Рассчитаем количество углекислого газа, которое получится при сгорании 2,24 л этана.
Этан (C2H6) - это углеводород, состоящий из двух атомов углерода и шести атомов водорода.

Так как мы знаем объем этана, нужно привести его к стандартным условиям (0°C и 1 атм). По уравнению состояния газов идеальных газов, объем газа обратно пропорционален его давлению и прямо пропорционален абсолютной температуре. При стандартных условиях, объем 2,24 л этана превращается в:

\[ V = \frac{{V_1 \cdot P_2 \cdot T_1}}{{P_1 \cdot T_2}} = \frac{{2,24 \cdot 1 \cdot (273+25)}}{{1 \cdot 273}} \approx 2,51 л \]

Теперь мы знаем, что объем углекислого газа составляет 2,51 л.

Шаг 2: Рассчитаем количество гидроксида натрия (NaOH) в 200 г 10% растворе.
10% раствор гидроксида натрия означает, что в 100 г раствора содержится 10 г гидроксида натрия. Поскольку у нас есть 200 г раствора, количество гидроксида натрия будет равно:

\[ \text{количество NaOH} = \frac{{10\% \cdot 200 \,г}}{{100\%}} = 20 \, г \]

Таким образом, у нас есть 20 г гидроксида натрия.

Шаг 3: Поймем, как происходит реакция между углекислым газом и гидроксидом натрия.
Углекислый газ (CO2) реагирует с гидроксидом натрия, образуя карбонат натрия (Na2CO3) и воду (H2O). Уравнение реакции будет выглядеть следующим образом:

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

Шаг 4: Рассчитаем массовые доли веществ в полученном растворе.
Первым шагом рассчитаем молярную массу Na2CO3:

\[
\begin{align*}
\text{Молярная масса (Na2CO3)} &= \text{Масса (Na)} \times 2 + \text{Масса (C)} + \text{Масса (O)} \times 3\\
&= 22,99 \times 2 + 12,01 + 16 \times 3\\
&\approx 105,99 \, г/моль
\end{align*}
\]

Теперь можем рассчитать массовую долю Na2CO3 и H2O в полученном растворе.
Масса Na2CO3 будет равна массе гидроксида натрия, которую мы посчитали ранее (20 г). Масса воды будет равна разнице между общей массой полученного раствора и массой Na2CO3.

Массовая доля Na2CO3:
\[ \text{Массовая доля Na2CO3} = \frac{{\text{Масса Na2CO3}}}{{\text{Общая масса раствора}}} \times 100\% \]

\[ \text{Массовая доля Na2CO3} = \frac{{20 \, г}}{{(200 \, г + 2,51 \, л \times 1,97 \, г/л)}} \times 100\% \approx 9,23\% \]

Массовая доля H2O:
\[ \text{Массовая доля H2O} = \frac{{\text{Масса H2O}}}{{\text{Общая масса раствора}}} \times 100\% \]

\[ \text{Массовая доля H2O} = \frac{{\text{Общая масса раствора} - \text{Масса Na2CO3}}}{{\text{Общая масса раствора}}} \times 100\% \]

\[ \text{Массовая доля H2O} = \frac{{200 \, г + 2,51 \, л \times 1,97 \, г/л - 20 \, г}}{{200 \, г + 2,51 \, л \times 1,97 \, г/л}} \times 100\% \approx 90,77\% \]

Таким образом, массовые доли веществ в полученном растворе составляют около 9,23% для Na2CO3 и около 90,77% для H2O.