Чтобы определить объем газа, который выделится при реакции соляной кислоты HClHClHCl с карбонатом калия K2CO3K2CO3K2CO3, сначала запишем уравнение реакции:
Из уравнения видно, что из одного моля карбоната калия выделяется один моль углекислого газа CO2CO2CO2 при взаимодействии с двумя молями соляной кислоты.
Теперь найдем количество вещества молимолимоли для каждого реагента:
Теперь, чтобы найти объем выделившегося газа, используем закон Бойля-Мариотта принормальныхусловиях1мольгазазанимает22.4литрапри нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литрапринормальныхусловиях1мольгазазанимает22.4литра:
Чтобы определить объем газа, который выделится при реакции соляной кислоты HClHClHCl с карбонатом калия K2CO3K2CO3K2CO3, сначала запишем уравнение реакции:
K2CO3+2HCl→2KCl+H2O+CO2 \text{K}_2\text{CO}_3 + 2\text{HCl} \rightarrow 2\text{KCl} + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 K2 CO3 +2HCl→2KCl+H2 O+CO2
Из уравнения видно, что из одного моля карбоната калия выделяется один моль углекислого газа CO2CO2CO2 при взаимодействии с двумя молями соляной кислоты.
Теперь найдем количество вещества молимолимоли для каждого реагента:
Для HCl:
Молярная масса HCl = 1 + 35.5 = 36.5 г/моль.Количество вещества HCl:nHCl=14.6 г36.5 г/моль≈0.400 моль n_{\text{HCl}} = \frac{14.6 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} \approx 0.400 \, \text{моль}
nHCl =36.5г/моль14.6г ≈0.400моль
Для K2CO3:
Молярная масса K2CO3 = 39.1 2 + 12.0 + 16.0 3 = 138.2 г/моль.Количество вещества K2CO3:nK2CO3=41.4 г138.2 г/моль≈0.299 моль n_{\text{K2CO3}} = \frac{41.4 \, \text{г}}{138.2 \, \text{г/моль}} \approx 0.299 \, \text{моль}
nK2CO3 =138.2г/моль41.4г ≈0.299моль
Теперь определим, какой из реагентов является лимитирующим. В реакции, согласно уравнению, требуется 2 моль HCl на 1 моль K2CO3.
Для 0.299 моль K2CO3 необходимо:
n<em>HCl, необходимое=2×n</em>K2CO3=2×0.299≈0.598 моль n<em>{\text{HCl, необходимое}} = 2 \times n</em>{\text{K2CO3}} = 2 \times 0.299 \approx 0.598 \, \text{моль}
n<em>HCl, необходимое=2×n</em>K2CO3=2×0.299≈0.598моль
Так как у нас лишь 0.400 моль HCl, то HCl является лимитирующим реагентом.
Теперь найдем, сколько молей углекислого газа CO2CO2CO2 выделится из 0.400 моль HCl. По уравнению реакции, на 2 моль HCl выделяется 1 моль CO2.
Следовательно, количество CO2:
nCO2=0.400 моль HCl2=0.200 моль n_{\text{CO2}} = \frac{0.400 \, \text{моль HCl}}{2} = 0.200 \, \text{моль}
nCO2 =20.400моль HCl =0.200моль
Теперь, чтобы найти объем выделившегося газа, используем закон Бойля-Мариотта принормальныхусловиях1мольгазазанимает22.4литрапри нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литрапринормальныхусловиях1мольгазазанимает22.4литра:
V<em>CO2=n</em>CO2×22.4 л/моль=0.200 моль×22.4 л/моль≈4.48 л V<em>{\text{CO2}} = n</em>{\text{CO2}} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.200 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 4.48 \, \text{л}
V<em>CO2=n</em>CO2×22.4л/моль=0.200моль×22.4л/моль≈4.48л
Таким образом, объем углекислого газа, который выделится, составляет приблизительно 4.48 литра.