2023-10-05
Прежде чем вылить в канализацию жидкие отходы лабораторных работ, содержащие соляную кислоту, полагается их нейтрализовать щелочью (например, гидроксидом натрия) или содой (карбонатом натрия). Определите массы $NaOH$ и $Na_{2}CO_{3}$, необходимые для нейтрализации отходов, содержащих 0,45 моль $HCl$. Какой объем газа (при н. у.) выделится при нейтрализации указанного количества отходов содой?
Решение:
Запишем уравнения химических реакций:
$HCl + NaOH = NaCl + H_{2}O$ (1),
$2HCl + Na_{2}CO_{3} = 2NaCl + H_{2}O + CO$ (2).
Для нейтрализации заданного количества $HCl$ в соответствии с уравнениями реакций (1) и (2) требуется:
$n(NaOH) = n(HCl) = 0,45 моль$;
$m(NaOH) = n(NaOH) \cdot M(NaOH) = 0,45 моль \cdot 40 г/моль = 18 г$.
$n(Na_{2}CO_{3}) = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{0,45 моль}{2} = 0,225 моль$;
$m(Na_{2}CO_{3}) = n(Na_{2}CO_{3}) \cdot M(Na_{2}CO_{3}) = 0,225 моль \cdot 106 г/моль = 23,85 г$.
Для расчета объема углекислого газа, выделившегося при нейтрализации по реакции (2), дополнительно используется уравнение, связывающее между собой количество газообразного вещества, его объем и молярный объем:
$n(CO_{2}) = \frac{n(HCl)}{2} = \frac{0,45 моль}{2} = 0,225 моль$;
$V (CO_{2}) = n (CO_{2}) \cdot V_{M} = 0,225 моль \cdot 22,4 л/моль = 5,04 л$.
Ответ: $m(NaOH) = 18 г; m(Na_{2}CO_{3}) = 23,85 г; V(CO_{2}) = 5,04 л$.