Определить объем газа, который выделится при взаимодействии соляной кислоты HCl 14,6г с карбонатом калия K2Co3 41,4г

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Чтобы определить объем газа, который выделится при реакции соляной кислоты (HCl) с карбонатом калия (K2CO3), сначала запишем уравнение реакции:

[ \text{K}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{KCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 ]

Из уравнения видно, что из одного моля карбоната калия выделяется один моль углекислого газа (CO2) при взаимодействии с двумя молями соляной кислоты.

Теперь найдем количество вещества (моли) для каждого реагента:

Для HCl:

Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.Количество вещества HCl:
[
n_{\text{HCl}} = \frac{14.6 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.400 \, \text{моль}
]

Для K2CO3:

Молярная масса K2CO3 = 39.1 2 + 12.0 + 16.0 3 = 138.2 г/моль.Количество вещества K2CO3:
[
n_{\text{K2CO3}} = \frac{41.4 \, \text{г}}{138.2 \, \text{г/моль}} \approx 0.299 \, \text{моль}
]

Теперь определим, какой из реагентов является лимитирующим. В реакции, согласно уравнению, требуется 2 моль HCl на 1 моль K2CO3.

Для 0.299 моль K2CO3 необходимо:
[
n{\text{HCl, необходимое}} = 2 \times n{\text{K2CO3}} = 2 \times 0.299 \approx 0.598 \, \text{моль}
]

Так как у нас лишь 0.400 моль HCl, то HCl является лимитирующим реагентом.

Теперь найдем, сколько молей углекислого газа (CO2) выделится из 0.400 моль HCl. По уравнению реакции, на 2 моль HCl выделяется 1 моль CO2.

Следовательно, количество CO2:
[
n_{\text{CO2}} = \frac{0.400 \, \text{моль HCl}}{2} = 0.200 \, \text{моль}
]

Теперь, чтобы найти объем выделившегося газа, используем закон Бойля-Мариотта (при нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра):

[
V{\text{CO2}} = n{\text{CO2}} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.200 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 4.48 \, \text{л}
]

Таким образом, объем углекислого газа, который выделится, составляет приблизительно 4.48 литра.