Задача по химии на нахождение массовых долей смеси. Смесь карбонатов магния и кальция массой 13,4 г полностью реагирует с 86,1 мл 12 % раствора соляной кислоты (p = 1,06 г/мл) Вычислите массовые доли карбонатов в исходной смеси и массовые доли хлоридов в растворе.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи найдем количество реагентов, которое реагирует:

Найдем количество вещества карбонатов магния и кальция (MgCO3 и CaCO3), имеющихся в исходной смеси, по их молекулярным массам:
M(MgCO3) = 24,3 + 12 + 316 = 84,3 г/моль
M(CaCO3) = 40 + 12 + 316 = 100 г/моль

m(MgCO3) + m(CaCO3) = 13,4 г
n(MgCO3) = m(MgCO3)/M(MgCO3) = 13,4/84,3 ≈ 0,159 моль
n(CaCO3) = m(CaCO3)/M(CaCO3) = 13,4/100 ≈ 0,134 моль

Найдем количество вещества, реагирующего с раствором соляной кислоты (HCl), которое реагирует с MgCO3 и CaCO3:
M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль

m(HCl) = V(HCl) p(HCl) = 86,1 0,12 = 10,332 г
n(HCl) = m(HCl)/M(HCl) = 10,332/36,5 ≈ 0,283 моль

Составим баланс химической реакции:
MgCO3 + 2HCl = MgCl2 + H2O + CO2
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2

n(MgCO3)1 = n(HCl)2
n(CaCO3)1 = n(HCl)2

n(HCl)2 = 0,2832 = 0,566 моль

Рассчитаем массы MgCl2 и CaCl2, образовавшиеся в результате реакции их со соляной кислотой:
M(MgCl2) = 24,3 + 235,5 = 95,3 г/моль
M(CaCl2) = 40 + 235,5 = 111 г/моль

m(MgCl2) = n(HCl)M(MgCl2) = 0,56695,3 ≈ 53,8 г
m(CaCl2) = n(HCl)M(CaCl2)= 0,566111 ≈ 62,4 г

Рассчитаем массовые доли карбонатов в исходной смеси и массовые доли хлоридов в растворе:
Массовая доля MgCO3 в исходной смеси = m(MgCO3)/(m(MgCO3) + m(CaCO3)) 100% ≈ (13,4/(13,4+13,6)) 100% ≈ 49,7%
Массовая доля CaCO3 в исходной смеси = 100% - 49,7% = 50,3%

Массовая доля MgCl2 в растворе = m(MgCl2)/(m(MgCl2) + m(CaCl2)) 100% ≈ (53,8/(53,8+62,4)) 100% ≈ 46,3%
Массовая доля CaCl2 в растворе = 100% - 46,3% = 53,7%

Таким образом, массовая доля карбонатов в исходной смеси составляет 49,7%, а массовая доля хлоридов в растворе - 46,3%.