В данном вопросе нам нужно найти массу гидроксида натрия (щелочи), которая растворится в 100г воды при температуре 20 градусов, учитывая массовую долю гидроксида натрия в насыщенном растворе, равную 30%.
Давайте решим эту задачу следующим образом:
1. Сначала найдем массу гидроксида натрия в насыщенном растворе. Для этого умножим массу раствора на массовую долю гидроксида натрия:
Масса гидроксида натрия = масса раствора * массовая доля гидроксида натрия в растворе
Масса раствора в этом случае равна 100г (так как мы рассматриваем 100г воды), а массовая доля гидроксида натрия равна 0.3 (или 30%). Подставим значения в формулу:
Масса гидроксида натрия = 100г * 0.3 = 30г
Таким образом, в насыщенном растворе содержится 30г гидроксида натрия.
2. Теперь мы можем вычислить массу гидроксида натрия, которая растворится в 100г воды при температуре 20 градусов. Мы знаем, что масса гидроксида натрия в насыщенном растворе равна 30г.
Вводные данные не содержат информации о том, что раствор насыщается при нагревании, следовательно, при данной температуре щелочь полностью растворяется.
3. Ответ: масса гидроксида натрия, которая растворится в 100г воды при температуре 20 градусов, составляет 30г.
Для вычисления изменения энергии Гиббса (ΔG) по формуле ΔG = ΔH - TΔS, где ΔH - изменение энтальпии (энергии), ΔS - изменение энтропии (беспорядка), T - температура в Кельвинах.
Для удобства расчетов, значения ΔH и ΔS необходимо привести к нужным единицам, т.е. ΔH в джоулях и ΔS в джоулях/кельвин.
a) При температуре 200°C = 473,15 К
ΔG = ΔH - TΔS
= 172,47 кдж * 1000 - 473,15 К * 175,66 дж/К
= 172470 дж - 83050774 дж
= -82878244 дж
b) При температуре 1200°C = 1473,15 К
ΔG = ΔH - TΔS
= 172,47 кдж * 1000 - 1473,15 К * 175,66 дж/К
= 172470 дж - 258702806 дж
= -258530336 дж
Теперь, чтобы определить, при какой из этих температур реакция может протекать самопроизвольно, нужно сравнить значения ΔG.
a) При температуре 200°C = 473,15 К
ΔG = -82878244 дж
b) При температуре 1200°C = 1473,15 К
ΔG = -258530336 дж
Реакция может протекать самопроизвольно, если ΔG < 0. То есть при температуре 200°C (473,15 К) реакция может протекать самопроизвольно.
Обоснование:
Реакция протекает самопроизвольно при отрицательном значении ΔG, так как ΔG = ΔH - TΔS. Если ΔH отрицательная и ΔS положительная, то ΔG будет отрицательной и реакция будет термодинамически возможной.
Пошаговое решение:
1. Записываем данную реакцию: co2(г) + c(г)(графит) = 2co(г)
2. Приводим значения ΔH и ΔS к нужным единицам (ΔH в джоулях и ΔS в джоулях/кельвин).
3. Подставляем значения в формулу ΔG = ΔH - TΔS и вычисляем ΔG для каждой температуры.
4. Сравниваем значения ΔG и определяем, при какой температуре реакция может протекать самопроизвольно (т.е. при ΔG < 0). В данном случае это температура 200°C (473,15 К).
