Question

Який об’єм вуглекислого газу (н.у.) утвориться при взаємодії 100 г калій карбонату зі 100 г нітратної кислоти, якщо об’ємна частка виходу вуглекислого газу становить 90 % від теоретично можливого?

Answer 1

Розглянемо рівняння реакції між калій карбонатом (K₂CO₃) та нітратною кислотою (HNO₃):

K₂CO₃ + 2HNO₃ → 2KNO₃ + CO₂ + H₂O

Молярна маса K₂CO₃ = 2×39,1 г/моль + 12,01 г/моль + 3×16,00 г/моль = 138,21 г/моль

Молярна маса HNO₃ = 1×1,01 г/моль + 1×14,01 г/моль + 3×16,00 г/моль = 63,01 г/моль

У рівнянні реакції одна моль K₂CO₃ реагує з двома молями HNO₃, що дає одну моль CO₂. Таким чином, щоб знайти об'єм CO₂, необхідно спочатку знайти молі K₂CO₃ та HNO₃, які беруть участь у реакції.

Маса K₂CO₃, що бере участь у реакції = 100 г

Кількість молей K₂CO₃ = маса / молярна маса = 100 г / 138,21 г/моль ≈ 0,723 моль

Маса HNO₃, що бере участь у реакції = 100 г

Кількість молей HNO₃ = маса / молярна маса = 100 г / 63,01 г/моль ≈ 1,587 моль

Оскільки одна моль K₂CO₃ дає одну моль CO₂, а об'єм однієї молі будь-якого газу за нормальних умов (н.у.) дорівнює 22,4 л, то об'єм CO₂, який може утворитися у реакції, буде:

V(CO₂) = кількість молей CO₂ × 22,4 л/моль

= 0,723 моль × 22,4 л/моль

= 16,18 л

Тепер, оскільки об'ємна частка виходу CO₂ становить 90 % від теоретично можливого, то об'єм CO₂, який утвориться фактично, буде:

V(CO₂) = 90 % × 16,18 л

= 14,56 л