Для решения данной задачи, давайте сначала разберемся с составом 25%-ного раствора гидроксида натрия (NaOH) и с тем, сколько углекислого газа (CO2) мы будем использовать в реакции.
Шаг 1: Определение количества NaOH в растворе
- 25%-ный раствор означает, что в 100 г раствора содержится 25 г NaOH.
- В 80 г раствора будет содержаться (25 г/100 г) * 80 г = 20 г NaOH.
Шаг 2: Определение количества CO2
- Объем углекислого газа составляет 5,6 л. При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 л.
- Количество молей CO2: 5,6 л / 22,4 л/моль = 0,25 моль CO2.
Шаг 3: Запись уравнения реакции
Гидроксид натрия реагирует с углекислым газом по следующему уравнению:
- 2 NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O.
Шаг 4: Определение стехиометрии реакции
- Согласно уравнению, 2 моль NaOH реагируют с 1 моль CO2.
- У нас есть 20 г NaOH, что соответствует (20 г / 40 г/моль) = 0,5 моль NaOH.
Шаг 5: Определение, что является лимитирующим реагентом
- Для реакции с 0,25 моль CO2 нам нужно 0,5 моль NaOH (2 моль NaOH на 1 моль CO2).
- Поскольку у нас есть 0,5 моль NaOH, то ни один из реагентов не является лимитирующим.
Шаг 6: Определение образующейся соли
В результате реакции у нас образуется натрий карбонат (Na2CO3) и вода. Таким образом, основным продуктом реакции будет Na2CO3.
Шаг 7: Определение массовой доли соли в растворе
- Из уравнения реакции видно, что 2 моль NaOH дают 1 моль Na2CO3.
- У нас есть 0,5 моль NaOH, значит, мы получим 0,25 моль Na2CO3.
- Молярная масса Na2CO3 = 2 * 23 + 12 + 3 * 16 = 106 г/моль.
- Масса Na2CO3 = 0,25 моль * 106 г/моль = 26,5 г.
Шаг 8: Определение общей массы раствора
- Общая масса раствора после реакции: 80 г (исходный раствор) + 26,5 г (образовавшаяся соль) = 106,5 г.
Шаг 9: Расчет массовой доли Na2CO3
- Массовая доля Na2CO3 = (масса Na2CO3 / общая масса раствора) * 100% = (26,5 г / 106,5 г) * 100% ≈ 24,87%.
Ответ: В результате реакции мы получим натрий карбонат (Na2CO3) и массовая доля соли в растворе составит примерно 24,87%.