Какова масса образовавшегося осадка NaHCO3 при растворении 11,2 дм3 (q.s.) газа CO2 в 100 см3 раствора с концентрацией m(NAOH) = 20% (p = 1,21/см3)? И если растворимость NaHCO3 в этих условиях составляет 90 г в 1 дм3 воды, то какова массовая доля оставшегося вещества в растворе?

Химия Колледж Растворы и осадки масса осадка NaHCO3 растворение газа CO2 концентрация NaOH растворимость NaHCO3 массовая доля вещества химия расчет массы осадка Новый

Для решения задачи нам нужно пройти несколько шагов, чтобы найти массу образовавшегося осадка NaHCO3 и массовую долю оставшегося вещества в растворе.

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества CO2

Сначала найдем количество вещества CO2 в 11,2 дм³. Для этого воспользуемся уравнением состояния идеального газа:

• PV = nRT

При нормальных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 дм³. Таким образом, количество вещества CO2 можно рассчитать так:

• n(CO2) = V / 22,4 = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль

Шаг 2: Рассчитаем массу NaOH в растворе

Теперь найдем массу NaOH в 100 см³ (0,1 дм³) раствора с концентрацией 20%. Плотность раствора равна 1,21 г/см³. Сначала найдем массу раствора:

• m(раствора) = V * p = 100 см³ * 1,21 г/см³ = 121 г

Теперь найдем массу NaOH в растворе:

• m(NaOH) = 20% от 121 г = 0,2 * 121 г = 24,2 г

Шаг 3: Рассчитаем количество вещества NaOH

Теперь найдем количество вещества NaOH:

• n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH)

Молярная масса NaOH составляет 40 г/моль, следовательно:

• n(NaOH) = 24,2 г / 40 г/моль = 0,605 моль

Шаг 4: Реакция между NaOH и CO2

Теперь запишем уравнение реакции:

• NaOH + CO2 → NaHCO3

Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль CO2, чтобы образовать 1 моль NaHCO3. У нас есть 0,5 моль CO2 и 0,605 моль NaOH, значит, CO2 является лимитирующим реагентом.

Шаг 5: Рассчитаем массу образовавшегося NaHCO3

Поскольку 0,5 моль CO2 реагирует с 0,5 моль NaOH, образуется 0,5 моль NaHCO3. Молярная масса NaHCO3 составляет 84 г/моль, следовательно:

• m(NaHCO3) = n(NaHCO3) * M(NaHCO3) = 0,5 моль * 84 г/моль = 42 г

Шаг 6: Рассчитаем массовую долю оставшегося NaOH в растворе

После реакции у нас осталось:

• n(NaOH) оставшееся = n(NaOH) - n(CO2) = 0,605 моль - 0,5 моль = 0,105 моль

Теперь найдем массу оставшегося NaOH:

• m(NaOH) оставшееся = n(NaOH) оставшееся * M(NaOH) = 0,105 моль * 40 г/моль = 4,2 г

Теперь найдем массу раствора после реакции. Изначально у нас было 121 г раствора, и мы добавили 42 г NaHCO3:

• m(раствора после реакции) = 121 г + 42 г = 163 г

Теперь можем найти массовую долю оставшегося NaOH:

• массовая доля NaOH = (m(NaOH) оставшееся / m(раствора после реакции)) * 100% = (4,2 г / 163 г) * 100% ≈ 2,57%

Ответ: Масса образовавшегося осадка NaHCO3 составляет 42 г, а массовая доля оставшегося NaOH в растворе составляет примерно 2,57%.