В пластиковую бутылку объемом 1 л при комнатной температуре положили 30 г «сухого льда» - так называют твердый диоксид углерода – и закрутили крышку. Через некоторое время в бутылке не осталось твердой фазы. Рассчитайте, какое давление создастся в бутылке при температуре 25 0С, если плотность «сухого льда» равна 1,56 г/см3 . Объясните опасность проведения подобного эксперимента. Как Вы думаете, почему твердый диоксид углерода назвали «сухой лед»? Какие две соли образуются при его взаимодействии с раствором натриевой щелочи? Напишите соответствующие химические реакции
Для расчета давления внутри бутылки воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Мы знаем, что вес 30 г «сухого льда» равен массе, поэтому количество вещества можно найти делением массы на молярную массу:
n = m/M = 30 г / 44 г/моль = 0,68 моль.
Объем бутылки равен 1 л = 1000 см3. Температура T = 25 0С = 298 К. Универсальная газовая постоянная R = 0,0821 л атм / моль К. Подставим все в уравнение:
Таким образом, давление в бутылке составит 0,017 атм.
Опасность проведения подобного эксперимента связана с тем, что при испарении твердого диоксида углерода в бутылке создается большое давление, что может привести к её взрыву.
Твердый диоксид углерода назвали «сухим льдом» из-за того, что при его нагревании он не превращается в жидкость, а сразу переходит из твердой фазы в газообразную.
При взаимодействии твердого диоксида углерода со сильной основой, например, раствором натриевой щелочи образуются соли - карбонат и гидрокарбонат натрия:
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O, CO2 + NaOH -> NaHCO3.
Для расчета давления внутри бутылки воспользуемся уравнением состояния идеального газа:
PV = nRT,
где P - давление, V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
Мы знаем, что вес 30 г «сухого льда» равен массе, поэтому количество вещества можно найти делением массы на молярную массу:
n = m/M = 30 г / 44 г/моль = 0,68 моль.
Объем бутылки равен 1 л = 1000 см3. Температура T = 25 0С = 298 К. Универсальная газовая постоянная R = 0,0821 л атм / моль К. Подставим все в уравнение:
P 1000 = 0,68 0,0821 * 298,
P = 0,68<em>0,0821</em>2980,68 <em> 0,0821 </em> 2980,68<em>0,0821</em>298 / 1000 = 0,017 атм.
Таким образом, давление в бутылке составит 0,017 атм.
Опасность проведения подобного эксперимента связана с тем, что при испарении твердого диоксида углерода в бутылке создается большое давление, что может привести к её взрыву.
Твердый диоксид углерода назвали «сухим льдом» из-за того, что при его нагревании он не превращается в жидкость, а сразу переходит из твердой фазы в газообразную.
При взаимодействии твердого диоксида углерода со сильной основой, например, раствором натриевой щелочи образуются соли - карбонат и гидрокарбонат натрия:
CO2 + 2NaOH -> Na2CO3 + H2O,
CO2 + NaOH -> NaHCO3.