Вычислите массу карбоната натрия,образовавшегося при пропускании 44,8 л (н.у.) углекислого газа через...

Для решения этой задачи нужно использовать уравнение реакции между углекислым газом (CO₂) и гидроксидом натрия (NaOH):

[ \text{CO}_2 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]

Сначала найдем количество молей углекислого газа, используя его объем при нормальных условиях (н.у.), где 1 моль газа занимает 22,4 л:

[ n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моля} ]

Согласно уравнению реакции, 1 моль CO₂ реагирует с 2 моль NaOH для образования 1 моль Na₂CO₃. Таким образом, из 2 моль CO₂ получится 1 моль Na₂CO₃.

Теперь вычислим массу карбоната натрия (Na₂CO₃). Молярная масса Na₂CO₃:

[ \text{Молярная масса Na}_2\text{CO}_3 = 2 \times 23 \, \text{г/моль (Na)} + 12 \, \text{г/моль (C)} + 3 \times 16 \, \text{г/моль (O)} = 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль} ]

Теперь найдем массу Na₂CO₃:

[ m(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n \times M = 1 \, \text{моль} \times 106 \, \text{г/моль} = 106 \, \text{г} ]

Таким образом, масса карбоната натрия, образовавшегося в результате реакции, составит 106 граммов.

Для решения задачи воспользуемся следующими шагами:

Условие задачи

Нужно определить массу карбоната натрия ((Na_2CO_3)), который образуется при пропускании 44,8 литров углекислого газа ((CO_2)) через избыток раствора гидроксида натрия ((NaOH)).

Химическая реакция

При взаимодействии углекислого газа с раствором гидроксида натрия образуется карбонат натрия. Реакция протекает в две стадии:

1. На первой стадии образуется гидрокарбонат натрия ((NaHCO_3)): [ CO_2 + NaOH \rightarrow NaHCO_3 ]
2. При избытке гидроксида натрия гидрокарбонат натрия далее реагирует с (NaOH), образуя карбонат натрия ((Na_2CO_3)): [ NaHCO_3 + NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O ]

Итоговая реакция взаимодействия углекислого газа с избытком гидроксида натрия: [ CO_2 + 2NaOH \rightarrow Na_2CO_3 + H_2O ]

Дано

1. Объем углекислого газа: (V_{CO_2} = 44,8 \, \text{л}) (н.у.).
2. Избыток гидроксида натрия.
3. Нужно найти массу карбоната натрия ((m_{Na_2CO_3})).

Решение

1. Найдем количество вещества углекислого газа ((n_{CO_2})):

   При нормальных условиях (н.у.), один моль газа занимает объем (22,4 \, \text{л}). Используем формулу: [ n = \frac{V}{V_m}, ] где (V) — объем газа, (V_m) — молярный объем (н.у., (22,4 \, \text{л/моль})).

   Подставим значения: [ n_{CO_2} = \frac{44,8}{22,4} = 2 \, \text{моль}. ]

2. Определим количество вещества карбоната натрия ((n_{Na_2CO_3})):

   По уравнению реакции видно, что 1 моль углекислого газа ((CO_2)) взаимодействует с 2 молями (NaOH), образуя 1 моль карбоната натрия ((Na_2CO_3)). Следовательно, количество вещества (Na_2CO_3) равно количеству вещества (CO2): [ n{Na_2CO3} = n{CO_2} = 2 \, \text{моль}. ]

3. Найдем массу карбоната натрия ((m_{Na_2CO_3})):

   Масса вещества рассчитывается по формуле: [ m = n \cdot M, ] где (n) — количество вещества, (M) — молярная масса.

   Молярная масса карбоната натрия ((Na_2CO3)): [ M{Na_2CO3} = 2 \cdot M{Na} + M_C + 3 \cdot MO, ] где (M{Na} = 23 \, \text{г/моль}), (M_C = 12 \, \text{г/моль}), (M_O = 16 \, \text{г/моль}).

   Подставим значения: [ M_{Na_2CO_3} = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль}. ]

   Теперь найдем массу карбоната натрия: [ m_{Na_2CO3} = n{Na_2CO3} \cdot M{Na_2CO_3} = 2 \cdot 106 = 212 \, \text{г}. ]

Ответ:

Масса карбоната натрия составляет (212 \, \text{г}).

Для решения данной задачи начнем с уравнения реакции между углекислым газом (CO₂) и гидроксидом натрия (NaOH). Реакция протекает следующим образом:

[ \text{CO}_2 + 2 \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]

Это уравнение показывает, что один моль углекислого газа реагирует с двумя молями гидроксида натрия, образуя один моль карбоната натрия (Na₂CO₃) и один моль воды.

Шаг 1: Найдем количество вещества углекислого газа.

В условиях нормального состояния (н.у.), 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Мы можем рассчитать количество молей углекислого газа из объема:

[ n(\text{CO}_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моль} ]

Шаг 2: Определим количество карбоната натрия.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль CO₂ образует 1 моль Na₂CO₃. Таким образом, 2 моля CO₂ дадут 2 моля Na₂CO₃.

[ n(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n(\text{CO}_2) = 2 \, \text{моль} ]

Шаг 3: Рассчитаем массу карбоната натрия.

Молярная масса карбоната натрия (Na₂CO₃) вычисляется следующим образом:

• Молярная масса Na = 23 г/моль, количество атомов Na = 2, следовательно, 2 × 23 г/моль = 46 г/моль.
• Молярная масса C = 12 г/моль.
• Молярная масса O = 16 г/моль, количество атомов O = 3, следовательно, 3 × 16 г/моль = 48 г/моль.

Теперь сложим все компоненты:

[ M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 46 + 12 + 48 = 106 \, \text{г/моль} ]

Теперь, зная количество вещества Na₂CO₃, можем вычислить массу:

[ m(\text{Na}_2\text{CO}_3) = n(\text{Na}_2\text{CO}_3) \times M(\text{Na}_2\text{CO}_3) = 2 \, \text{моль} \times 106 \, \text{г/моль} = 212 \, \text{г} ]

Ответ: Масса карбоната натрия, образовавшегося при пропускании 44,8 л углекислого газа через избыток раствора гидроксида натрия, составляет 212 г.