Смесь гидрокарбоната натрия и карбоната натрия полностью прореагировала с 300 г 14%-ного раствора уксусной кислоты. При этом выделилось 11,2 л (н.у.) газа. Необходимо определить массовую долю карбоната натрия в исходной смеси:

📝 Detailed explanation

Шаг 1. Определим количество вещества выделившегося CO₂:
V(CO₂) = 11,2 л
n(CO₂) = 11,2 / 22,4 = 0,5 моль
Шаг 2. Запишем уравнения реакций:
NaHCO₃ + CH₃COOH → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑
Na₂CO₃ + 2CH₃COOH → 2CH₃COONa + H₂O + CO₂↑
Шаг 3. Обозначим количество веществ:
пусть n(Na₂CO₃) = x моль,
n(NaHCO₃) = y моль
По уравнениям реакций:
1 моль NaHCO₃ → 1 моль CO₂
1 моль Na₂CO₃ → 1 моль CO₂
Следовательно:
x + y = 0,5 (1)
Шаг 4. Найдём массу уксусной кислоты в растворе:
m(CH₃COOH) = 300 г × 0,14 = 42 г
M(CH₃COOH) = 60 г/моль
n(CH₃COOH) = 42 / 60 = 0,7 моль
Шаг 5. По стехиометрии реакций:
NaHCO₃ расходует 1 моль кислоты
Na₂CO₃ расходует 2 моль кислоты
Следовательно:
2x + y = 0,7 (2)
Шаг 6. Решим систему уравнений:
x + y = 0,5
2x + y = 0,7
Вычитая (1) из (2), получаем:
x = 0,2 моль
y = 0,3 моль
Шаг 7. Найдём массы солей:
m(Na₂CO₃) = 0,2 × 106 = 21,2 г
m(NaHCO₃) = 0,3 × 84 = 25,2 г
Шаг 8. Найдём массовую долю Na₂CO₃:
ω(Na₂CO₃) = 21,2 / (21,2 + 25,2) ≈ 0,46.