Какой процент массы гидроксида натрия превратился в карбонат за счет поглощения углекислого газа из воздуха, если масса

Pechenye

31

Данная задача относится к разделу химии и связана с реакцией между гидроксидом натрия (NaOH) и углекислым газом (CO2), в результате которой образуется карбонат натрия (Na2CO3) и вода (H2O).

Для начала, нам нужно вычислить количество гидроксида натрия, которое превратилось в карбонат. Разница в массе гидроксида до и после реакции равна 232,5 г минус 200 г, что равно 32,5 г.

Теперь, чтобы найти процент превращения массы гидроксида в карбонат, нам нужно разделить это изменение массы на начальную массу, и затем умножить на 100%. То есть:

\[\text{Процент превращения} = \left(\frac{\text{Изменение массы}}{\text{Начальная масса}}\right) \times 100\%\]

Подставим в формулу значения:

\[\text{Процент превращения} = \left(\frac{32,5\, \text{г}}{200\, \text{г}}\right) \times 100\%\]

Выполним вычисления:

\[\text{Процент превращения} = \left(0,1625\right) \times 100\% = 16,25\%\]

Таким образом, процент массы гидроксида натрия, который превратился в карбонат, составляет 16,25%.

Теперь перейдем ко второй части задачи и определим объем углекислого газа, поглощенного при реакции.

Для этого нам нужно знать мольную массу углекислого газа (CO2) и использовать уравнение реакции:

\[2\text{NaOH} + \text{CO2} \rightarrow \text{Na2CO3} + \text{H2O}\]

Согласно уравнению, на 2 молекулы гидроксида натрия идет 1 молекула углекислого газа. Из этого следует, что изменение массы гидроксида натрия (32,5 г) эквивалентно массе углекислого газа (CO2).

Теперь мы можем использовать это значение для рассчета объема углекислого газа, используя уравнение идеального газа:

\[PV = nRT\]

где P - давление, V - объем, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная и T - температура.

Условия "нормальные условия" обозначают давление 1 атмосферы и температуру 0°C (273,15 К).

Молярные массы газов известны, и молярная масса углекислого газа (CO2) составляет приблизительно 44 г/моль.

Теперь подставим значения в уравнение идеального газа:

\[1 \cdot V = \frac{32,5\, \text{г}}{44\, \text{г/моль}} \cdot 0,0821\, \text{л} \cdot \text{атм/(моль} \cdot \text{К)} \cdot 273,15\, \text{К}\]

Решим это уравнение:

\[V = \frac{32,5 \cdot 0,0821 \cdot 273,15}{44} \approx 13,92\, \text{л}\]

Таким образом, объем углекислого газа, поглощенного при реакции, составляет приблизительно 13,92 литра при нормальных условиях.

Это завершает наше решение данной задачи.