Сколько литров газа образуется при реакции, если к 100 мл 1 М раствора гидрокарбоната натрия добавить 50 мл

Для решения этой задачи нам потребуется использовать уравнение реакции и расчет мольных количеств реагентов.

Зная уравнение реакции:

\[NaHCO_3 + HCl \rightarrow NaCl + H_2O + CO_2\]

Можно сказать, что при реакции гидрокарбоната натрия \(NaHCO_3\) с соляной кислотой \(HCl\) образуются соль натрия \(NaCl\), вода \(H_2O\) и углекислый газ \(CO_2\).

Для начала рассчитаем количество молей каждого реагента:

1) Рассчитаем количество молей гидрокарбоната натрия:

Объем раствора гидрокарбоната натрия составляет 100 мл, что равно 0.1 литра.
Концентрация раствора гидрокарбоната натрия составляет 1 М, что означает 1 моль гидрокарбоната натрия на 1 литр раствора.

Следовательно, количество молей гидрокарбоната натрия:

\[n_{NaHCO_3} = C_{NaHCO_3} \cdot V_{NaHCO_3} = 1 \, \text{М} \cdot 0.1 \, \text{л} = 0.1 \, \text{моль}\]

2) Рассчитаем количество молей соляной кислоты:

Объем раствора соляной кислоты составляет 50 мл, что равно 0.05 литра.
Концентрация раствора соляной кислоты составляет 0.5 М, что означает 0.5 моль соляной кислоты на 1 литр раствора.

Следовательно, количество молей соляной кислоты:

\[n_{HCl} = C_{HCl} \cdot V_{HCl} = 0.5 \, \text{М} \cdot 0.05 \, \text{л} = 0.025 \, \text{моль}\]

3) Определим, какой реагент ограничивает ход реакции:

Из уравнения реакции видно, что коэффициенты при реагентах указывают на их соотношение в реакции. Исходя из этого, видно, что на одну моль гидрокарбоната натрия \(NaHCO_3\) приходится одна моль углекислого газа \(CO_2\), а на две моли соляной кислоты \(HCl\) - одна моль углекислого газа \(CO_2\).

Таким образом, количество молей углекислого газа, образующегося при реакции, будет определяться наименьшим из количеств молей реагентов. В данном случае наименьшим количеством молей является количество молей соляной кислоты, которое равно 0.025 моль.

4) Переводим количество молей углекислого газа в литры:

1 моль газа занимает 22.4 литра при нормальных условиях (температура 0 градусов Цельсия и давление 1 атмосфера).

Следовательно, количество литров газа, образующегося при реакции:

\[V_{CO_2} = n_{HCl} \cdot V_{1 \, \text{моль}} = 0.025 \, \text{моль} \cdot 22.4 \, \text{л/моль} = 0.56 \, \text{литра}\]

Ответ: При реакции образуется 0.56 литра газа (углекислого газа) с точностью до сотых долей.