3. Решить задачу. Карбонат натрия взаимодействует с соляной кислотой. Вычислите, какую массу карбоната натрия нужно взять для получения оксида углерода (IV) объёмом 28,56 л (н. у.). Практический выход продукта 85%.

Решение:

Дано:

V(CO₂) = 28,56 л (н.у.)

η = 85%

Найти: m(Na₂CO₃)

1. Найдём объём CO₂, соответствующий 100% выходу:

\[ V_{теор} = \frac{V_{практ}}{\eta} = \frac{28.56 л}{0.85} = 33.6 л \]

2. Найдём количество вещества CO₂ (теоретическое):

По условию нормальных условий (н.у.), молярный объём равен 22,4 л/моль.

\[ \nu (CO_2)_{теор} = \frac{V_{теор}}{V_m} = \frac{33.6 л}{22.4 л/мол} = 1.5 мол} \]

3. Составим уравнение реакции:

\[ Na_2CO_3 + 2HCl → 2NaCl + H_2O + CO_2 ↑ \]

4. Определим количество вещества Na₂CO₃, необходимое для реакции:

Из уравнения видно, что \( \nu (Na_2CO_3) = \nu (CO_2) \).

\[ \nu (Na_2CO_3) = 1.5 мол} \]

5. Найдём молярную массу Na₂CO₃:

M(Na₂CO₃) = 2 * 23 + 12 + 3 * 16 = 46 + 12 + 48 = 106 г/моль

6. Вычислим массу Na₂CO₃:

\[ m(Na_2CO_3) = \nu (Na_2CO_3) × M(Na_2CO_3) = 1.5 мол} × 106 г/мол} = 159 г \]

Ответ: Нужно взять 159 г карбоната натрия.