Какой процент продукта реакции был получен относительно теоретически возможного, если 42 г карбоната натрия растворили
Какой процент продукта реакции был получен относительно теоретически возможного, если 42 г карбоната натрия растворили в растворе, содержащем 37,8 г азотной кислоты, и образовался газ объемом 6,048 л (н. у.)?
Igor 3
Для решения данной задачи нам необходимо использовать понятие стехиометрии реакции и определить, сколько газового продукта должно было образоваться при заданной реакции.1) Найдем количество вещества карбоната натрия (Na2CO3) и азотной кислоты (HNO3), используя формулу массы (m = M*n), где m - масса вещества, M - молярная масса вещества, n - количество вещества:
Молярная масса Na2CO3 = 22,99*2 + 12,01 + 16*3 = 106 г/моль.
Молярная масса HNO3 = 1*1 + 14 + 16*3 = 63 г/моль.
Количество вещества Na2CO3 = 42 г / 106 г/моль = 0,3962 моль.
Количество вещества HNO3 = 37,8 г / 63 г/моль = 0,6 моль.
2) Запишем сбалансированное уравнение реакции:
2Na2CO3 + HNO3 -> 2NaNO3 + H2O + CO2.
Из уравнения видно, что каждые 2 моля Na2CO3 и 1 моль HNO3 реагируют, образуя 1 моль CO2.
3) Найдем количество вещества CO2, которое должно быть образовано в заданной реакции. Исходя из уравнения реакции, мы можем сказать, что для 0,3962 моль Na2CO3 образуется 0,1981 моль CO2 (так как соотношение Na2CO3 и CO2 в реакции равно 2:1).
4) Теперь мы можем определить объем CO2, который был образован при заданной реакции. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа: PV = nRT, где P - давление газа, V - объем газа, n - количество вещества газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в Кельвинах.
Н.у. (нормальные условия) означает, что P = 1 атмосфера, T = 273 К.
nCO2 = 0,1981 моль.
VCO2 = nCO2 * RT / P = 0,1981 * 0,0821 * 273 / 1 = 4,784 л.
5) Теперь мы можем определить процент полученного продукта относительно теоретически возможного:
\[\text{Процент полученного продукта} = \frac{\text{Объем полученного CO2}}{\text{Объем теоретически возможного CO2}} * 100\% = \frac{6,048}{4,784} * 100\% \approx 126,5\%\].
Таким образом, процент продукта реакции относительно теоретически возможного составляет около 126,5%. Это означает, что при заданных условиях реакции было получено продукта больше, чем следовало бы в идеальном случае. Возможно, это ошибка измерения или наличие других веществ, влияющих на результат реакции.