Чтобы решить эту задачу, нам сначала нужно определить, какие реакции происходят между раствором соляной кислоты и смесью карбоната кальция и сульфата бария.
Реакция между соляной кислотой и карбонатом кальция:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + CO2 + H2O
Реакция между соляной кислотой и сульфатом бария:
BaSO4 + 2HCl -> BaCl2 + H2SO4
Теперь, учитывая уравнения реакций, мы можем использовать законы стехиометрии, чтобы определить молярные отношения. Это позволит нам вычислить массовые доли компонентов в смеси.
Мы начнем с расчета молей потребленной соляной кислоты:
n(HCl) = CV
n(HCl) = 0.2000 mol/L 0.015 L
n(HCl) = 0.003 mol
Теперь нам нужно определить, сколько молей соединений было взаимодействующих с соляной кислотой. Для этого нам нужно использовать уравнения реакций.
Масса карбоната кальция (CaCO3):
n(CaCO3) = m/M
n(CaCO3) = 0.214 g / 100.09 g/mol
n(CaCO3) = 0.00214 mol
Масса сульфата бария (BaSO4):
n(BaSO4) = m/M
n(BaSO4) = 0.214 g / 233.39 g/mol
n(BaSO4) = 0.000915 mol
Таким образом, по закону сохранения массы:
n(HCl) = n(CaCO3) + n(BaSO4)
Отсюда мы можем выразить массовые доли каждого компонента в процентах:
Массовая доля CaCO3 = n(CaCO3) M(CaCO3) / (n(CaCO3) M(CaCO3) + n(BaSO4) M(BaSO4))
Массовая доля BaSO4 = n(BaSO4) M(BaSO4) / (n(CaCO3) M(CaCO3) + n(BaSO4) M(BaSO4))
Подставляя значения, мы можем найти массовые доли каждого компонента в смеси.