Question

При розчиненні у воді вуглекислого газу утворилась карбонатна кислота. Зазнач масу води, яка витратиться під час реакції з 515,2 л

вуглекислого газу:

Answer 1

Ответ:

Реакція розчинення вуглекислого газу у воді може бути записана наступним чином:

CO2 + H2O → H2CO3

Згідно з цією реакцією, 1 моль CO2 реагує з 1 моль H2O, утворюючи 1 моль H2CO3. Оскільки ми знаємо об'єм CO2, щоб визначити кількість молей CO2, використовуємо співвідношення об'єму й молярної концентрації газу:

n(CO2) = V(CO2) / Vm(CO2)

де V(CO2) - об'єм CO2, Vm(CO2) - молярний об'єм CO2 за нормальних умов (0°C, 1 атм).

Значення молярного об'єму CO2 можна знайти за допомогою ідеального газового закону:

Vm(CO2) = V / n = (RT) / P

де R - газова стала, T - температура в К, P - тиск газу в Па.

Значення R дорівнює 8,31 Дж/(моль·К), температура за умов досить точно не вказана у завданні, тому вважатимемо, що температура рівна 25°C = 298 К, а тиск рівний атмосферному тиску, тобто 1 атм = 101325 Па.

Таким чином, молярний об'єм CO2:

Vm(CO2) = (RT) / P = (8,31 Дж/(моль·К) * 298 К) / 101325 Па ≈ 0,024 м³/моль

Тепер можна визначити кількість молей CO2, які розчинилися:

n(CO2) = V(CO2) / Vm(CO2) = 515,2 л / 0,024 м³/моль ≈ 21467 моль

Оскільки коефіцієнт стехіометрії для H2O у реакції розчинення CO2 дорівнює 1, то для розчинення 21467 моль CO2 потрібно 21467 моль H2O. Молярна маса H2O дорівнює 18,015 г/моль, тому маса води, яка витратиться на реакцію:

m(H2O) = n(H2O