Газ, полученный при разложении 40г CaCO3, пропустили через 350 мл раствора едкого натра, содержащего 7% NaOH и имеющего плотность 1,076 г/мл. Определите концентрации веществ в полученном растворе (гидролиз солей не учитывать).

СаСО3 → СаО + СО2↑ (р.1)

CO2 + NaOH(разб.) → NaHCО3 (р.2) или

СО2 + 2NaOH(конц.) → Na2CO3 + H2O (р.3)

По р.1: n(CO2)= n(СаСО3)

n(СаСО3) = m/M = 40 / 100 = 0,4 моль ⇒ n(CO2)=0,4 моль

n(NaOH) = m/M = m(р-ра) ∙ ω / М

m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω

m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра)

⇒ n(NaOH) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) ∙ ω / M(NaOH) = 350 ∙ 1,076 ∙ 0,07 / 40 = 0,66 моль

7% р-р это почти 2М, но все-таки недостаточно конц., поэтому начнем с р.2

По р.2 n(NaOH)= n(СО2) = n(NaHCО3) ⇒ для реакции с 0,4 моль СО2 требуются 0,4 моль NaOH, весь СО2 прореагирует, 0,66 – 0,4 = 0,26 моль NaOH останутся в избытке, и образуются 0,4 моль NaHCО3.

В рез. реакции в полученном растворе будут:

m(NaOH, изб.) = n(NaOH, изб.) ∙ М(NaOH, изб.) = 0,26 ∙ 40 = 10,4 г

m(NaHCО3) = n(NaHCО3) ∙ М(NaHCО3) = 0,4 ∙ 84 = 33,6 г

Вода в реакции не участвовала, поэтому масса растворителя не изменилась:

m(воды) = m(р-ра) - m(NaOH)

m(р-ра) = V (р-ра) ∙ ρ (р-ра) = 350 ∙ 1,076 = 376,6 г

m(NaOH) = m(р-ра) ∙ ω = 376,6 ∙ 0,07 = 26,4 г

⇒ m(воды) = 376,6 - 26,4 = 350,2 г

Массовые доли (ω, %) веществ в полученном растворе:

ω%(в-ва) = m(в-ва) ∙ 100 / m(получ. р-ра)

m(получ. р-ра) = m(воды) + m(NaHCО3) + m(NaOH, изб.)

m(получ. р-ра)= 350,2 + 33,6 + 10,4 = 394,2 г

ω%(NaHCО3) = 33,6 ∙ 100 / 394,2 = 8,52%

ω%(NaOH) = 10,4 ∙ 100 / 394,2 = 2,64%