Решите задачу на расчет объемной доли выхода продукта реакции в процентах от теоретически возможного. 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%.

Для решения этой задачи нам потребуется знание химических уравнений, молярных масс веществ, а также понятие практического выхода продукта.

1. Запишем уравнение реакции между карбонатом натрия и соляной кислотой:

$$Na_2CO_3 + 2HCl ightarrow 2NaCl + H_2O + CO_2$$

2. Рассчитаем теоретическое количество вещества CO₂:

Объем CO₂ (н.у.) = 28,56 л

Молярный объем газа (н.у.) = 22,4 л/моль

$$n(CO_2)_{практ.} = \frac{V(CO_2)}{V_m} = \frac{28.56 \text{ л}}{22.4 \text{ л/моль}} = 1.275 \text{ моль}$$

3. Учтем практический выход продукта (85%):

Практический выход показывает, какая доля от теоретически возможного количества продукта была получена. Чтобы найти теоретическое количество, нужно разделить практическое на выход (в долях):

$$n(CO_2)_{теор.} = \frac{n(CO_2)_{практ.}}{\text{Выход}} = \frac{1.275 \text{ моль}}{0.85} = 1.5 \text{ моль}$$

4. Определим количество вещества Na₂CO₃, необходимое для получения 1.5 моль CO₂:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Na₂CO₃ образуется 1 моль CO₂. Следовательно:

$$n(Na_2CO_3) = n(CO_2)_{теор.} = 1.5 \text{ моль}$$

5. Рассчитаем массу Na₂CO₃:

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

$$m(Na_2CO_3) = n(Na_2CO_3) * M(Na_2CO_3) = 1.5 \text{ моль} * 106 \text{ г/моль} = 159 \text{ г}$$

Ответ: 159 г