Какой будет объем (в м3, н. у.) углекислого газа, выделяющегося после полной реакции, при использовании смеси массой

Для решения данной задачи нам необходимо выполнить ряд шагов. Давайте начнем:

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества каждого компонента используя их массу и молярную массу.
Известняк (CaCO3):
Молярная масса известняка (CaCO3) равна:
40.08 г/моль (Ca) + 12.01 г/моль (C) + 16.00 г/моль (O) * 3 = 100.09 г/моль
Масса известняка (CaCO3) в смеси составляет 1/8 от общей массы, поэтому
Масса известняка (CaCO3) = 1000 кг * (1/8) = 125 кг
Количество вещества известняка (CaCO3) = Масса известняка (CaCO3) / Молярная масса известняка (CaCO3) = 125 кг / 100.09 г/моль ≈ 1.249 моль

Кристаллическая сода (Na2CO3):
Молярная масса кристаллической соды (Na2CO3) равна:
22.99 г/моль (Na) * 2 + 12.01 г/моль (C) + 16.00 г/моль (O) * 3 = 105.99 г/моль
Масса кристаллической соды (Na2CO3) в смеси также составляет 1/8 от общей массы, поэтому
Масса кристаллической соды (Na2CO3) = 1000 кг * (1/8) = 125 кг
Количество вещества кристаллической соды (Na2CO3) = Масса кристаллической соды (Na2CO3) / Молярная масса кристаллической соды (Na2CO3) = 125 кг / 105.99 г/моль ≈ 1.177 моль

Песок (SiO2):
Молярная масса песка (SiO2) равна:
28.09 г/моль (Si) + 16.00 г/моль (O) * 2 = 60.09 г/моль
Масса песка (SiO2) в смеси составляет 6/8 от общей массы, поэтому
Масса песка (SiO2) = 1000 кг * (6/8) = 750 кг
Количество вещества песка (SiO2) = Масса песка (SiO2) / Молярная масса песка (SiO2) = 750 кг / 60.09 г/моль ≈ 12.481 моль

Шаг 2: Определим стехиометрический коэффициент углекислого газа (CO2) в заданной реакции.
Из уравнения реакции видно, что для получения одной молекулы стекла требуется 6 молекул CO2. Поэтому:
Стехиометрический коэффициент CO2 = 6

Шаг 3: Рассчитаем количество углекислого газа, выделяющегося при полной реакции.
Общее количество CO2, выделяющегося после полной реакции, можно рассчитать, умножив количество вещества каждого компонента на стехиометрический коэффициент CO2:
Количество CO2 = 1.249 моль (CaCO3) * 6 + 1.177 моль (Na2CO3) * 6 + 12.481 моль (SiO2) * 6 = 74.94 моль

Шаг 4: Рассчитаем объем углекислого газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) с использованием уравнения состояния идеального газа.
Уравнение состояния идеального газа выглядит следующим образом:
PV = nRT
где P - давление газа (1 атм), V - объем газа (в м3), n - количество вещества газа (в моль), R - универсальная газовая постоянная (0.0821 м3·атм/(моль·К)), T - температура газа (в К).

Перенесем переменные в соответствующие стороны уравнения и решим его относительно V:
V = (nRT) / P

Подставим известные значения:
V = (74.94 моль * 0.0821 м3·атм/(моль·К) * (273 К)) / 1 атм ≈ 1694.67 м3

Таким образом, объем углекислого газа, выделяющегося после полной реакции, составляет примерно 1694.67 м3 при нормальных условиях.