Задача 2. На технический карбид кальция массой 120 кг подействовали водой. При этом образовался газ объемом 33,6 м³. Определите массовую долю чистого карбида в техническом.

Решение:

Реакция получения газа (ацетилена) из карбида кальция:

$$ CaC_2 + 2H_2O → C_2H_2↑ + Ca(OH)_2 $$

Сначала переведем объем ацетилена в моли. Обратите внимание, что объем дан в м³, а молярный объем обычно используют в л/моль. 1 м³ = 1000 л.

$$ V_{C_2H_2} = 33.6 м³ = 33600 л $$

$$ n_{C_2H_2} = rac{V_{C_2H_2}}{V_m} = rac{33600 л}{22.4 л/мол} = 1500 мол $$

Согласно уравнению реакции, из 1 моль $$CaC_2$$ получается 1 моль $$C_2H_2$$. Следовательно, количество моль чистого карбида кальция:

$$ n_{CaC_2} = n_{C_2H_2} = 1500 мол $$

Теперь найдем молярную массу $$CaC_2$$:

$$ M_{CaC_2} = 40 + 12 × 2 = 64 г/мол $$

Рассчитаем массу чистого карбида кальция:

$$ m_{CaC_2} = n_{CaC_2} × M_{CaC_2} = 1500 мол × 64 г/мол = 96000 г = 96 кг $$

Массовая доля чистого карбида кальция в техническом:

$$ w = rac{m_{чист}}{m_{технич}} × 100% = rac{96 кг}{120 кг} × 100% = 80% $$