2023-02-06
Сожгли 5,6 л бутана (н. у.) и образовавшийся $CO_{2}$ пропустили через раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария. Определить, какие соли образовались и в каком количестве?
Решение:
Реакция горения бутана проходит по уравнению:
$2C_{4}H_{10} + 13O_{2} = 8CO_{2} +10H_{2}O$.
Углекислый газ реагирует с гидроксидом бария по уравнениям;
$\underset{171}{ \underline{Ba (OH)_{2}}} + \underset{22,4}{ \underline{CO_{2}}} = \underset{197}{ \underline{BaCO_{3}}} + H_{2}O$,
$BaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O = \underset{259}{ \underline{Ba (HCO_{3})_{2}}}$.
Первый способ. По условию задачи сожгли 5,6 л бутана. При образовалось $4 \cdot 5,6 = 22,4$ л, или 1 моль, углекислого газа, который поглотили раствором, содержащим 102,6 г, или $\frac{102,6}{171} = 0,6$ моль гидроксида бария. Из уравнения реакции гидроксида бария с углекислым газом видно, что 1 модь $Ba (OH)_{2}$ реагирует с 1 моль $CO_{2}$ с образованием 1 моль $BaCO_{3}$, а 0,6 моль $Ba (OH)_{2}$ прореагируют с 0,6 моль $CO_{2}$ с образованием 0,6 моль $BaCO_{3}$. Из уравнения реакции углекислого газа с карбонатом кальция следует, что 1 моль $CO_{2}$ реагируй с 1 моль $BaCO_{3}$ с образованием 1 моль $Ba (HCO_{3})_{2}$, а 0,4 моль ($1 - 0,6 = 0,4$) $CO_{2}$ прореагировали с 0,4 моль $BaCO_{3}$ и образовали 0,4 моль В$Ba (HCO_{3})_{2}$. Такм образом, при пропускании через раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария углекислого газа, образованного при сжигании 5,6 л бутана, образовалось 0,2 моль ($0,6 - 0,4 = 0,2$), или $0,2 \cdot 197 = 39,4$ г, карбоната и 0,4 моль, или $0,4 \cdot 259 = 103,6$ г, гидрокарбоната бария.
Второй способ. По условию задачи сожгли 5,6 л бутана (н. у.) и образовавшиеся в соответствии е уравнением реакции 22,4 л углекислого газа пропустили через раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария. По уравнению этой реакции
171 г $Ba (OH)_{2}$ реагируют с 22,4 л $CO_{2}$,
102,6 г $Ba (OH)_{2}$ реагируют с $x$ л $CO_{2}$,
$x = \frac {22,4 \cdot 102,6}{171} = 13,44$ л
171 г $Ba (OH)_{2}$ образуют 197 г $BaCO_{3}$,
102,6 г $Ba (OH)_{2}$ образуют $x_{1}$ г $BaCO_{3}$,
$x_{1} = \frac {197 \cdot 102,6}{171} = 118,2$ г.
Следовательно, 13,44 л углекислого газа прореагировали с гидроксидом 6aрия с образованием 118,2 г карбоната бария, а 8,96 л ($22,4 - 13,44 = 8,96$) его - с образовавшимся карбонатом бария. Из уравнения этой реакции
22,4 л $CO_{2}$ реагируют с 197 г $BaCO_{3}$,
8,96 л $CO_{2}$ реагируют с $x_{2}$ г $BaCO_{3}$,
$x_{2} = \frac {197 \cdot 8,96}{22,4} = 78,8$ г.
22,4 л $CO_{2}$ образуют 259 г $Ba (HCO_{3})_{2}$,
8,96 л $CO_{2}$ образуют $x_{3}$ г $Ba (HCO_{3})_{2}$,
$x_{3} = \frac {259 \cdot 8,96}{22,4} = 103,6$ г.
Таким образом, при пропускании 22,4 л углекислого газа, полученного при сжигании 5,6 л бутана, через раствор, содержащий 102,6 г гидроксида бария, образовалось 39,4 г карбоната ($118,2 - 78,8 = 39,4$) и 103,6 г гидрокарбоната бария.