Сколько углекислого газа (н.у) нужно пропустить через 100 г баритовой воды с содержанием щелочи 10%, чтобы концентрация

Солнце_Над_Океаном

45

Для решения этой задачи, нам понадобится использовать концепции химии и математики. Давайте начнем с того, что определим количество щелочи в 100 г баритовой воды.

Масса щелочи = масса воды × концентрация щелочи
Масса щелочи = 100 г × 10% = 10 г

Теперь нам нужно пропустить через эту баритовую воду углекислый газ таким образом, чтобы концентрация щелочи уменьшилась вдвое. Для этого нам нужно узнать, сколько грамм щелочи останется после реакции.

Можем выразить этот факт следующим образом:
Масса щелочи после реакции = Масса щелочи до реакции / 2

Так как мы знаем, что масса щелочи до реакции составляет 10 г, мы можем вычислить массу щелочи после реакции:
Масса щелочи после реакции = 10 г / 2 = 5 г

Теперь нам нужно определить, сколько грамм углекислого газа нам нужно пропустить через раствор. Для этого воспользуемся химическим уравнением реакции нейтрализации гидроксида калия и углекислого газа.

2 KOH + CO2 → K2CO3 + H2O

Из уравнения видно, что для полной нейтрализации одной молекулы углекислого газа требуется две молекулы гидроксида калия. Мы знаем, что количество вещества (в молях) связано с массой (в граммах) следующим образом:

Количество вещества = Масса / Молярная масса

Молярная масса гидроксида калия (KOH) равна 56,1 г/моль, а молярная масса углекислого газа (CO2) равна 44 г/моль.

Так как нам нужно узнать массу углекислого газа, мы можем перейти от количества вещества гидроксида калия к количеству вещества углекислого газа.

Количество вещества углекислого газа = (Количество вещества гидроксида калия) / 2

Используя соответствующие моли отношения, мы можем вычислить количество вещества углекислого газа.

Количество вещества гидроксида калия = Масса гидроксида калия / Молярная масса гидроксида калия
Количество вещества гидроксида калия = (100 г × 10%) / 56,1 г/моль
Количество вещества гидроксида калия = 0,178 моль

Количество вещества углекислого газа = (0,178 моль) / 2
Количество вещества углекислого газа = 0,089 моль

Наконец, чтобы выразить количество углекислого газа в граммах, мы можем использовать следующую формулу:

Масса углекислого газа = Количество вещества углекислого газа × Молярная масса углекислого газа
Масса углекислого газа = 0,089 моль × 44 г/моль
Масса углекислого газа ≈ 3,9 г

Таким образом, нам потребуется пропустить примерно 3,9 г углекислого газа через 100 г баритовой воды, чтобы концентрация щелочи уменьшилась вдвое.

Теперь давайте рассмотрим вторую часть задачи и определим состав полученного раствора в массовых долях.

Поскольку у нас была полная нейтрализация гидроксида калия углекислым газом, мы можем сказать, что молей гидроксида калия и молей карбоната калия в реакционной смеси будут равными.

Так как мы изначально имели 0,178 моль гидроксида калия, после реакции у нас также будет 0,178 моли карбоната калия.

Для определения массовых долей компонентов в растворе, мы можем разделить массу каждого компонента на общую массу раствора.

Масса гидроксида калия = количество вещества гидроксида калия × молярная масса гидроксида калия
Масса гидроксида калия = 0,178 моль × 56,1 г/моль
Масса гидроксида калия ≈ 9,98 г

Масса карбоната калия = количество вещества карбоната калия × молярная масса карбоната калия
Масса карбоната калия = 0,178 моль × 138,2 г/моль
Масса карбоната калия ≈ 24,6 г

Общая масса раствора = масса гидроксида калия + масса карбоната калия + масса воды
Общая масса раствора = 9,98 г + 24,6 г + 100 г
Общая масса раствора ≈ 134,6 г

Состав гидроксида калия в массовых долях = масса гидроксида калия / общая масса раствора × 100%
Состав гидроксида калия в массовых долях = 9,98 г / 134,6 г × 100%
Состав гидроксида калия в массовых долях ≈ 7,4%

Состав карбоната калия в массовых долях = масса карбоната калия / общая масса раствора × 100%
Состав карбоната калия в массовых долях = 24,6 г / 134,6 г × 100%
Состав карбоната калия в массовых долях ≈ 18,3%

Состав воды в массовых долях = масса воды / общая масса раствора × 100%
Состав воды в массовых долях = 100 г / 134,6 г × 100%
Состав воды в массовых долях ≈ 74,3%

Таким образом, состав полученного раствора в массовых долях будет примерно следующим:
- Гидроксид калия: 7,4%
- Карбонат калия: 18,3%
- Вода: 74,3%