Определить объем газа (н.у.), полученного при взаимодействии 200 г 7,3% -ного раствора соляной кислоты с раствором карбоната натрия

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи необходимо применить реакцию химического взаимодействия между соляной кислотой (HCl) и карбонатом натрия (Na2CO3).

HCl + Na2CO3 -> CO2 ↑ + H2O + 2NaCl

Из уравнения реакции видно, что одним из продуктов является углекислый газ (CO2). Для определения его объема воспользуемся законом Гей-Люссака, который гласит, что объемы реагирующих газов и продуктов их реакции относятся друг к другу как целые числа, с учетом их коэффициентов в уравнении реакции.

Так как объем газа (н.у.) пропорционален количеству вещества, который можно выразить через массу вещества и их молярные массы, то давайте найдём количество углекислого газа, полученного при взаимодействии раствора карбоната натрия:

Найдем количество вещества раствора соляной кислоты:
m(HCl) = 200 г
M(HCl) = 36,5 г/моль
n(HCl) = m(HCl) / M(HCl) = 200 г / 36,5 г/моль ≈ 5,48 моль

Найдем количество вещества раствора карбоната натрия:
m(Na2CO3) = 200 г x 7,3% = 14,6 г
M(Na2CO3) = 106 г/моль
n(Na2CO3) = m(Na2CO3) / M(Na2CO3) = 14,6 г / 106 г/моль ≈ 0,138 моль

Сравним количество вещества и выберем ограничивающий реагент:
0,138 моль Na2CO3 < 5,48 моль HCl
Из общих активированных сил до конечных продуктов можно увидеть, что каждая моль Na2CO3 дает один моль газа, а HCl - неограниченный реагент, также один моль.

Таким образом, количество углекислого газа, произошедшего при взаимодействии карбоната натрия и соляной кислоты, равно количеству углекислого газа, образованного от количества источников диоксида углерода - n(CO2) = 0,138 моль.

Теперь используем идеальный газовый закон, чтобы найти объем углекислого газа при нормальных условиях (н.у.):
V = n x Vm
Vm = 22,4 л/моль (объем одного моля газа при н.у.)
V = 0.138 моль x 22,4 л/моль ≈ 3,1 л

Ответ: Объем углекислого газа при нормальных условиях, полученного при взаимодействии 200 г 7,3% -ного раствора соляной кислоты с раствором карбоната натрия, равен примерно 3,1 л.