Каково содержание Na2CO3 в техническом карбонате натрия в процентах, если при взаимодействии 1,4 г карбоната натрия с НСІ выделилось 300 см3 СО2, собранного над водным раствором NaHCO3 и измеренного при температуре 293К и давлении 747 мм рт.ст., при этом давление паров воды при 293К равно 17,54 мм рт.ст.?

Химия Колледж Карбонаты и их реакции Na2CO3 технический карбонат натрия содержание Na2CO3 взаимодействие карбоната натрия выделение СО2 химия расчет содержания давление паров воды температура 293К давление 747 мм рт.ст Новый

Для решения данной задачи нам нужно определить содержание Na2CO3 в техническом карбонате натрия на основе реакции с соляной кислотой (HCl), которая приводит к выделению углекислого газа (CO2).

Шаг 1: Запишем уравнение реакции между Na2CO3 и HCl.

• Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2↑

Шаг 2: Определим количество молей CO2, выделившегося в результате реакции. Для этого воспользуемся уравнением состояния газа:

PV = nRT

где:

• P - давление газа,
• V - объем газа,
• n - количество молей,
• R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л·атм/(моль·К)),
• T - температура в Кельвинах.

Шаг 3: Приведем давление к общему значению, вычитая давление паров воды:

P = Pобщ - Pпаров = 747 мм рт.ст. - 17,54 мм рт.ст. = 729,46 мм рт.ст.

Преобразуем давление в атмосферу: P = 729,46 / 760 ≈ 0,9604 атм.

Шаг 4: Теперь подставим известные значения в уравнение состояния газа:

• V = 300 см³ = 0,3 л,
• R = 0,0821 л·атм/(моль·К),
• T = 293 K.

Подставляем в уравнение:

n = PV / RT = (0,9604 атм * 0,3 л) / (0,0821 л·атм/(моль·К) * 293 K)

n ≈ 0,012 моль CO2.

Шаг 5: Теперь определим, сколько моль Na2CO3 реагировало с HCl. Из уравнения реакции видно, что 1 моль Na2CO3 дает 1 моль CO2. Следовательно, количество моль Na2CO3 равно количеству моль CO2:

n(Na2CO3) = 0,012 моль.

Шаг 6: Рассчитаем массу Na2CO3, используя его молярную массу (Na2CO3 ≈ 106 г/моль):

m(Na2CO3) = n * M = 0,012 моль * 106 г/моль ≈ 1,272 г.

Шаг 7: Теперь определим содержание Na2CO3 в техническом карбонате натрия. У нас есть 1,4 г технического карбоната натрия, из которых 1,272 г - это Na2CO3.

Содержание Na2CO3 в процентах:

Содержание = (m(Na2CO3) / m(технический карбонат натрия)) * 100%

Содержание = (1,272 г / 1,4 г) * 100% ≈ 91,71%.

Ответ: Содержание Na2CO3 в техническом карбонате натрия составляет примерно 91,71%.