Яка кількість кальцій карбонату потрібна для отримання 4.48 літрів вуглекислого газу за термічної реакції, якщо його

Дана задача связана с расчетом количества кальция карбоната, необходимого для получения определенного объема углекислого газа.

Давайте сначала определимся с термической реакцией между кальцием карбонатом (\(CaCO_3\)) и углекислым газом (\(CO_2\)). Эта реакция выглядит следующим образом:
\[
CaCO_3 \to CaO + CO_2
\]

Из уравнения реакции видно, что одна молекула кальция карбоната превращается в одну молекулу углекислого газа.

Для решения задачи нам также потребуется знать молярную массу кальция карбоната, которая составляет 100.09 г/моль.

Задача говорит о том, что выход углекислого газа составляет 88%. Это означает, что при реакции 88% кальция карбоната превращается в углекислый газ, а остальные 12% идут на образование оксида кальция (\(CaO\)), который не интересует нас в данной задаче.

Теперь решим задачу пошагово:

Шаг 1: Расчет количества углекислого газа в молях.
Поскольку мы знаем, что объем углекислого газа составляет 4.48 литров, мы можем использовать уравнение состояния идеального газа, чтобы выразить это значение в молях. Для этого мы разделим объем на молярный объем, который при нормальных условиях (0 градусов Цельсия и 1 атмосферы давления) составляет примерно 22.4 литра:
\[
n_{CO_2} = \frac{{V_{CO_2}}}{{V_{molar}}}
\]
\[
n_{CO_2} = \frac{{4.48}}{{22.4}}
\]
\[
n_{CO_2} \approx 0.2 \text{ моль}
\]

Шаг 2: Расчет количества кальция карбоната, необходимого для получения данного количества углекислого газа.
Как мы уже упоминали ранее, одна молекула кальция карбоната превращается в одну молекулу углекислого газа. Таким образом, количество кальция карбоната будет равно количеству углекислого газа:
\[
n_{CaCO_3} = n_{CO_2} = 0.2 \text{ моль}
\]

Шаг 3: Расчет массы кальция карбоната.
Мы знаем, что молярная масса кальция карбоната составляет 100.09 г/моль. Используя это значение и количество молей кальция карбоната, мы можем найти массу:
\[
m_{CaCO_3} = n_{CaCO_3} \times M_{CaCO_3}
\]
\[
m_{CaCO_3} = 0.2 \times 100.09
\]
\[
m_{CaCO_3} \approx 20.02 \text{ г}
\]

Таким образом, для получения 4.48 литров углекислого газа при 88% выходе необходимо использовать приблизительно 20.02 грамма кальция карбоната.