Дано: m(CaO) = 120 кг. Найти: m(CaCO3) = ? Решение: 1) Для начала следует написать уравнение реакции: CaCO3 = CaO + CO2 (Это реакция термического разложения, то есть при нагревании карбонат кальция (CaCO3) будет разлагаться до оксида кальция (CaO) и высшего оксида углерода (CO2), поэтому когда будешь писать уравнение, то над знаком "равно" обязательно укажи значок t, так как идет нагревание) 2) Теперь нужно найти количество вещества оксида кальция, то есть количество моль: Общая формула n = m / M; M(CaO) = 40 * 1 + 16 * 1 = 56 г/моль; n(CaO) = 120000 г / 56 г/моль = 2142,8 моль. (Не пугайся, что числа такие большие, просто я килограммы сразу перевел в граммы, так как мне проще работать с обычными моль, нежели с киломоль и т.д.) 3) Из уравнения реакции видно, что количества вещества карбоната кальция (CaCO3) и оксида кальция (CaO) равны, так как равны соотношения их молекул (1:1), а значит, что n(CaCO3) = 2142,8 моль. 4) Теперь остается лишь найти необходимую массу карбоната кальция (CaCO3): Общая формула n = m / M; m = n * M; M(CaCO3) = 40 * 1 + 12 * 1 + 16 * 3 = 100 г/моль; m(CaCO3) = 2142,8 моль * 100 г/моль = 214280 г = 214,28 кг (Обратно в килограммы перевел из-за того, что так требуют условия задачи, ведь сказано, что нам нужны в конечном ответе именно килограммы). ответ: m(CaCO3) = 214,28 кг.
M(SiO₂) = 60 г/моль Рассчитаем количество вещества выделившегося углекислого газа. Согласно уравнению реакции 1 моль (60 г) SiO₂ вытесняет 1 моль CO₂. Тогда 12 г SiO₂ вытесняют х моль CO₂:
SiO₂ + K₂CO₃ = K₂SiO₃ + CO₂↑ 60 г 1 моль 12 г х моль
х = 12*1/60 = 0,2 моль
Рассчитаем количество вещества NaOH. M(NaOH) = 40 г/моль. Массовая доля w(NaOH) = 10% = 0,1. Плотность раствора d = 1,11 г/мл. Объем раствора V = 100 мл. Масса раствора m = Vd = 100 мл * 1,11 г/мл = 111 г. Масса m(NaOH) равна w(NaOH) * m = 0.1 * 111 г = 11,1 г. Количество вещества n(NaOH) равно m(NaOH) / M(NaOH) = = 11,1 г / 40 г/моль = 0,2775 моль
Углекислый газ реагирует с щелочью с образованием гидрокарбоната:
CO₂ + NaOH = NaHCO₃
Согласно уравнению, на 1 моль CO₂ должно приходиться 1 моль NaOH. Соответственно, на 0,2 моль CO₂ - 0,2 моль NaOH. Фактически, количество вещества NaOH - 0,2775 моль. Значит, NaOH - в избытке. Расчеты ведем по CO₂.
0,2 моль CO₂ образуют 0,2 моль NaHCO₃. На это расходуются 0,2 моль NaOH. Остается избыток NaOH, он составляет 0,0775 моль. Этот избыток NaOH реагирует с образовавшимся гидрокарбонатом натрия NaHCO₃ с образованием карбоната натрия Na₂CO₃:
NaOH + NaHCO₃ = Na₂CO₃ + H₂O Согласно уравнению, 1 моль NaOH реагирует с 1 моль NaHCO₃ с образованием 1 моль Na₂CO₃
Значит, количество вещества NaHCO₃ уменьшилось на 0,0775 моль и составляет 0,2 - 0,0775 = 0,1225 моль. n(NaHCO₃) = 0,1225 моль. Количество вещества образовавшегося Na₂CO₃ составляет 0,0775 моль. n(Na₂CO₃) = 0,0775 моль
При упаривании раствора гидрокарбонат натрия разлагается с образованием карбоната натрия и выделением углекислого газа:
2 NaHCO₃ = Na₂CO₃ + CO₂↑ + H₂O
Согласно уравнению реакции из 2 моль NaHCO₃ образуется 1 моль Na₂CO₃ А из 0,1225 моль NaHCO₃ - х моль Na₂CO₃
х = 0,1225*1/2 = 0,06125 моль - дополнительно образовалось Na₂CO₃
Всего же карбоната натрия Na₂CO₃ стало 0,0775 + 0,06125 = 0,13875 моль. n(Na₂CO₃) = 0,13875 моль. M(Na₂CO₃) = 106 г/моль. Масса m(Na₂CO₃) = n(Na₂CO₃) * M(Na₂CO₃) = 0,13875 моль * 106 г/моль = = 14,7075 г ≈ 14,7 г.
Карбонат натрия выделяется в виде кристаллогидратов: до 32°С - Na₂CO₃*10 H₂O, от 32 до 35°С - Na₂CO₃* 7 H₂O, выше 35°С - Na₂CO₃* H₂O. При 100...120 °С окончательно теряет воду и превращается в Na₂CO₃. Поэтому при расчетах предполагается, что после упаривания осадок карбоната натрия в виде чистой соли, а не в виде кристаллогидрата.
Найти: m(CaCO3) = ?
Решение:
1) Для начала следует написать уравнение реакции:
CaCO3 = CaO + CO2 (Это реакция термического разложения, то есть при нагревании карбонат кальция (CaCO3) будет разлагаться до оксида кальция (CaO) и высшего оксида углерода (CO2), поэтому когда будешь писать уравнение, то над знаком "равно" обязательно укажи значок t, так как идет нагревание)
2) Теперь нужно найти количество вещества оксида кальция, то есть количество моль:
Общая формула n = m / M;
M(CaO) = 40 * 1 + 16 * 1 = 56 г/моль;
n(CaO) = 120000 г / 56 г/моль = 2142,8 моль. (Не пугайся, что числа такие большие, просто я килограммы сразу перевел в граммы, так как мне проще работать с обычными моль, нежели с киломоль и т.д.)
3) Из уравнения реакции видно, что количества вещества карбоната кальция (CaCO3) и оксида кальция (CaO) равны, так как равны соотношения их молекул (1:1), а значит, что n(CaCO3) = 2142,8 моль.
4) Теперь остается лишь найти необходимую массу карбоната кальция (CaCO3):
Общая формула n = m / M;
m = n * M;
M(CaCO3) = 40 * 1 + 12 * 1 + 16 * 3 = 100 г/моль;
m(CaCO3) = 2142,8 моль * 100 г/моль = 214280 г = 214,28 кг (Обратно в килограммы перевел из-за того, что так требуют условия задачи, ведь сказано, что нам нужны в конечном ответе именно килограммы).
ответ: m(CaCO3) = 214,28 кг.