Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Запишем уравнение химической реакции между карбонатом натрия и соляной кислотой. При взаимодействии соли угольной кислоты с сильной кислотой образуются хлорид натрия, вода и выделяется углекислый газ:
$Na_{2}CO_{3} + 2HCl \rightarrow 2NaCl + H_{2}O + CO_{2}\uparrow$

2. Вычислим количество вещества (в молях) выделившегося углекислого газа $CO_{2}$. Для этого воспользуемся значением молярного объема при нормальных условиях ($V_{m} = 22,4$ л/моль):
$n(CO_{2}) = \frac{V(CO_{2})}{V_{m}} = \frac{3,36 \text{ л}}{22,4 \text{ л/моль}} = 0,15 \text{ моль}$

3. Определим количество вещества карбоната натрия $Na_{2}CO_{3}$, вступившего в реакцию. Согласно уравнению реакции, коэффициенты перед $Na_{2}CO_{3}$ и $CO_{2}$ равны (1:1), следовательно:
$n(Na_{2}CO_{3}) = n(CO_{2}) = 0,15 \text{ моль}$

4. Рассчитаем массу карбоната натрия. Для этого сначала найдем его молярную массу:
$M(Na_{2}CO_{3}) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 106 \text{ г/моль}$
Теперь вычислим массу вещества:
$m(Na_{2}CO_{3}) = n(Na_{2}CO_{3}) \cdot M(Na_{2}CO_{3}) = 0,15 \text{ моль} \cdot 106 \text{ г/моль} = 15,9 \text{ г}$

5. Вычислим массовую долю карбоната натрия в исходном растворе. Массовая доля ($\omega$) — это отношение массы растворенного вещества к массе всего раствора, выраженное в процентах:
$\omega(Na_{2}CO_{3}) = \frac{m(Na_{2}CO_{3})}{m(\text{раствора})} \cdot 100\%$
$\omega(Na_{2}CO_{3}) = \frac{15,9 \text{ г}}{150 \text{ г}} \cdot 100\% = 10,6\%$

Ответ: 10,6%

Источник: ФИПИ