Яка масова частка кальцію карбонату у зразку вапняку, якщо до 12,5 г вапняку додали надлишок розчину оцтової кислоти

Vesenniy_Les

46

Чтобы решить задачу, нам необходимо использовать знания о реакциях нейтрализации и соотношениях между массами веществ.

Сначала опишем химическую реакцию, которая происходит при взаимодействии вапняка (карбоната кальция) и оцтовой кислоты:

\[CaCO_3 + 2CH_3COOH \longrightarrow Ca(CH_3COO)_2 + H_2O + CO_2\]

Из уравнения реакции видно, что на одну моль карбоната кальция приходится две моли оцтовой кислоты. Таким образом, молярные соотношения между этими веществами равны 1:2.

Масса карбоната кальция в задаче указана равной 12,5 г. Чтобы найти массу кальция карбоната в этом количестве, нам необходимо преобразовать массу в моль, используя молярную массу карбоната кальция.

Молярная масса карбоната кальция (\(CaCO_3\)) равна сумме масс атомов кальция (40,08 г/моль), углерода (12,01 г/моль) и трех атомов кислорода (16,00 г/моль):

\[40,08 + 12,01 + 3 \times 16,00 = 100,09 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем найти количество молей карбоната кальция:

\[\text{моль} = \frac{\text{масса (г)}}{\text{молярная масса (г/моль)}} = \frac{12,5}{100,09} \approx 0,125 \, \text{моль}\]

Так как соотношение между карбонатом кальция и оцтовой кислотой составляет 1:2, то количество молей оцтовой кислоты, использованной в реакции, будет в два раза больше. То есть, количество молей оцтовой кислоты составит \(2 \times 0,125 = 0,25\) моль.

Теперь нам необходимо преобразовать количество молей оцтовой кислоты в массу кальция ацетата. Молярная масса кальция ацетата (\(Ca(CH_3COO)_2\)) равна сумме масс атомов кальция (40,08 г/моль), двух атомов углерода (12,01 г/моль), шести атомов водорода (1,01 г/моль) и четырех атомов кислорода (16,00 г/моль):

\[40,08 + 2 \times 12,01 + 6 \times 1,01 + 4 \times 16,00 = 158,17 \, \text{г/моль}\]

Теперь мы можем найти массу кальция ацетата:

\[\text{масса (г)} = \text{моль} \times \text{молярная масса (г/моль)} = 0,25 \times 158,17 \approx 39,54 \, \text{г}\]

Итак, массовая доля карбоната кальция в вапняке равна:

\[\text{массовая доля} = \frac{\text{масса карбоната кальция}}{\text{масса вапняка}} = \frac{12,5}{39,54} \approx 0,316\]

Таким образом, массовая доля карбоната кальция в зразку вапняку составляет примерно 0,316 или 31,6%.