Який вихід продукту реакції від теоретичного, вирахованого у відсотках, при взаємодії 21.2 г натрій карбонату з кальцій

Solnce

53

Для решения данной задачи нам необходимо вычислить процентный выход продукта реакции.

Для начала определим молярную массу натрий карбоната (Na2CO3) и кальций хлорида (CaCl2), чтобы понять, какое количество вещества участвует в реакции.

Молярная масса натрий карбоната (Na2CO3) составляет:
\(2 \cdot \text{молярная масса натрийа (Na)} + \text{молярная масса углерода (C)} + 3 \cdot \text{молярная масса кислорода (O)}\)

По таблице элементов молярная масса натрия (Na) равна 22,99 г/моль, молярная масса углерода (C) равна 12,01 г/моль, а молярная масса кислорода (O) равна 16,00 г/моль.

Таким образом, молярная масса натрий карбоната (Na2CO3) составляет:
\(2 \cdot 22,99 + 12,01 + 3 \cdot 16,00 = 105,99 \, \text{г/моль}\)

Теперь посчитаем количество вещества натрий карбоната (Na2CO3), используя формулу:
\(\text{количество вещества} = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}}\)

\(\text{количество вещества Na2CO3} = \frac{21,2 \, \text{г}}{105,99 \, \text{г/моль}}\)

Получаем \(0,2 \, \text{моль Na2CO3}\)

По аналогии, найдем количество вещества кальций хлорида (CaCl2). Молярная масса кальция (Ca) равна 40,08 г/моль, а молярная масса хлора (Cl) равна 35,45 г/моль.

Таким образом, молярная масса кальций хлорида (CaCl2) составляет:
\(40,08 + 2 \cdot 35,45 = 110,98 \, \text{г/моль}\)

Аналогично вычисляем количество вещества кальций хлорида (CaCl2):
\(\text{количество вещества CaCl2} = \frac{21,2 \, \text{г}}{110,98 \, \text{г/моль}}\)

Получаем \(0,191 \, \text{моль CaCl2}\)

Теперь мы можем определить, какие соотношения между веществами участвуют в реакции, и на основе этого вычислить теоретическое количество продукта (в данном случае, массу продукта).

Балансированное уравнение реакции выглядит следующим образом:
\(Na2CO3 + CaCl2 \rightarrow 2NaCl + CaCO3\)

Из уравнения видно, что на каждую моль натрий карбоната (Na2CO3) образуется одна моль кальция хлорида (CaCl2) и две моли натрий хлорида (NaCl). Таким образом, соотношение между Na2CO3 и CaCO3 (продуктом) равно 1:1.

Если у нас имеется \(0,2 \, \text{моль Na2CO3}\), то мы можем сказать, что теоретическое количество продукта, которое должно образоваться, также составляет \(0,2 \, \text{моль}\).

Теперь мы можем определить массу теоретически образовавшегося продукта (CaCO3), используя формулу:
\(\text{масса} = \text{количество вещества} \cdot \text{молярная масса}\)

\(\text{масса (CaCO3)} = 0,2 \, \text{моль} \cdot \text{молярная масса CaCO3}\)

Молярная масса CaCO3 равна \(40,08 + 12,01 + 3 \cdot 16,00 = 100,09 \, \text{г/моль}\)

\(\text{масса (CaCO3)} = 0,2 \, \text{моль} \cdot 100,09 \, \text{г/моль}\)

Получаем \(20,02 \, \text{г}\).

Теперь мы можем вычислить процентный выход продукта, используя формулу:
\(\text{процентный выход} = \frac{\text{масса фактического продукта}}{\text{масса теоретического продукта}} \cdot 100\)

\(\text{процентный выход} = \frac{15 \, \text{г}}{20,02 \, \text{г}} \cdot 100\)

Получаем \(74,96\%\).

Таким образом, процентный выход продукта реакции при взаимодействии 21,2 г натрий карбоната с кальций хлоридом составляет примерно 74,96%.