Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между карбонатом натрия и хлоридом кальция. В результате обмена образуется нерастворимый осадок карбоната кальция и хлорид натрия:
$Na_{2}CO_{3} + CaCl_{2} \rightarrow CaCO_{3}\downarrow + 2NaCl$

2. По условию задачи масса выпавшего осадка (карбоната кальция $CaCO_{3}$) составляет $12,0$ г. Найдем количество вещества осадка. Для этого сначала вычислим его молярную массу:
$M(CaCO_{3}) = 40 + 12 + 16 \cdot 3 = 100$ г/моль.
Теперь вычислим количество вещества $n$:
$n(CaCO_{3}) = \frac{m(CaCO_{3})}{M(CaCO_{3})} = \frac{12,0 \text{ г}}{100 \text{ г/моль}} = 0,12$ моль.

3. По уравнению реакции определим количество вещества карбоната натрия $Na_{2}CO_{3}$. Коэффициенты перед $Na_{2}CO_{3}$ и $CaCO_{3}$ равны (1:1), следовательно:
$n(Na_{2}CO_{3}) = n(CaCO_{3}) = 0,12$ моль.

4. Вычислим массу чистого карбоната натрия, содержавшегося в исходном растворе. Для этого найдем его молярную массу:
$M(Na_{2}CO_{3}) = 23 \cdot 2 + 12 + 16 \cdot 3 = 106$ г/моль.
Масса вещества составит:
$m(Na_{2}CO_{3}) = n(Na_{2}CO_{3}) \cdot M(Na_{2}CO_{3}) = 0,12 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 12,72$ г.

5. Рассчитаем массовую долю ($\omega$) карбоната натрия в исходном растворе, разделив массу вещества на массу раствора:
$\omega(Na_{2}CO_{3}) = \frac{m(Na_{2}CO_{3})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$
$\omega(Na_{2}CO_{3}) = \frac{12,72 \text{ г}}{150 \text{ г}} \cdot 100\% = 8,48\%$.

Ответ: 8,48%

Источник: ФИПИ