Для решения данной задачи необходимо вычислить количество вещества каждого из растворов, а затем использовать их стехиометрическое соотношение для определения объема газа, который образуется при реакции.
Начнем с определения количества карбоната калия и соляной кислоты в исходных растворах:
Молярная масса карбоната калия (K2CO3) = 138 г/моль Молярная масса соляной кислоты (HCl) = 36,5 г/моль
a) Для карбоната калия: Масса = 400 г Концентрация = 40% Объем = 1000 г
Для решения данной задачи необходимо вычислить количество вещества каждого из растворов, а затем использовать их стехиометрическое соотношение для определения объема газа, который образуется при реакции.
Начнем с определения количества карбоната калия и соляной кислоты в исходных растворах:Молярная масса карбоната калия (K2CO3) = 138 г/моль
Молярная масса соляной кислоты (HCl) = 36,5 г/моль
a) Для карбоната калия:
Масса = 400 г
Концентрация = 40%
Объем = 1000 г
Молярность = 400 г * 0.4 / 138 г/моль = 1.159 моль
b) Для соляной кислоты:
Масса = 350 г
Концентрация = 36%
Объем = 1000 г
Молярность = 350 г * 0.36 / 36.5 г/моль = 3.46 моль
Определяем соотношение между карбонатом калия и соляной кислотой в реакции:K2CO3 + 2HCl -> 2KCl + H2O + CO2
Для каждого моля карбоната калия требуется 2 моля соляной кислоты.
Теперь можем определить количество газа, который образуется в результате реакции:1.159 моль K2CO3 * 2 моль CO2 / 1 моль K2CO3 = 2.318 моль CO2
Объем газа (V) можно выразить через уравнение состояния идеального газа:
V = nRT/P
где n - количество вещества газа в молях,
R - универсальная газовая постоянная (0.0831 латм/(мольК)),
T - температура в Кельвинах,
P - давление.
Для обычных условий (0°C и 1 атм):
V = 2.318 моль 0.0831 латм/(мольК) 273 К / 1 атм = 53.6 л
Объем газа, который образуется при слиянии 400 г 40%-ного раствора карбоната калия и 350 г 36%-ного раствора соляной кислоты, составляет 53.6 л.