Какой объем углекислого газа будет образован при реакции соляной кислоты с 4 г карбоната кальция, если выход составит
Какой объем углекислого газа будет образован при реакции соляной кислоты с 4 г карбоната кальция, если выход составит 90% от теоретического?
Николаевич 32
Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться химическим уравнением реакции, стехиометрией и простыми математическими вычислениями.Химическое уравнение реакции между соляной кислотой (HCl) и карбонатом кальция (CaCO3) выглядит следующим образом:
\[CaCO_3 + 2HCl \rightarrow CaCl_2 + CO_2 + H_2O\]
Из уравнения видно, что для полного распада 1 моль карбоната кальция требуется 2 моля соляной кислоты. Так как нам дано 4 грамма карбоната кальция, мы можем вычислить количество вещества (в молях) данного вещества следующим образом:
\[n(CaCO_3) = \frac{m(CaCO_3)}{M(CaCO_3)}\]
где \(m(CaCO_3)\) - масса карбоната кальция, а \(M(CaCO_3)\) - молярная масса карбоната кальция.
Молярная масса карбоната кальция равна сумме молярных масс его компонентов:
\[M(CaCO_3) = M(Ca) + M(C) + 3 \cdot M(O) = 40.08 + 12.01 + 3 \cdot 16.00 = 100.09 \ г/моль\]
Подставляем известные значения в формулу:
\[n(CaCO_3) = \frac{4}{100.09} = 0.04 \ моль\]
Так как у нас имеется соотношение 1:1 между CaCO3 и CO2 в реакции, количество молей CO2, образующегося при полном распаде 0.04 моль карбоната кальция, также составляет 0.04 моль.
Теперь мы можем вычислить теоретический объем углекислого газа при стандартных условиях (0 °С и 1 атм):
\[V(CO_2) = n(CO_2) \cdot V_m\]
где \(V_m\) - молярный объем (при стандартных условиях равен 22.4 л/моль).
Подставляем значения:
\[V(CO_2) = 0.04 \ моль \cdot 22.4 \ л/моль = 0.896 \ л\]
Теперь мы можем вычислить выход углекислого газа, зная, что выход составляет 90% от теоретического значения:
\[Выход = 0.9 \cdot V(CO_2) = 0.9 \cdot 0.896 \ л = 0.8064 \ л\]
Таким образом, при реакции соляной кислоты с 4 г карбоната кальция и с выходом в 90% от теоретического значения, будет образовано приблизительно 0.8064 л углекислого газа.