ЛЕГКЕ ЗАВДАННЯ! 72 балаНа зразок технічного кальцій карбіду, масою 40 г, подіяли водою, узятою в надлишку. Унаслідок цього утворився етин, об'ємом 11,2 л (н.у.). Обчислить масову частку кальцій карбіду у зразку.Взаємодія відбувається за схемою: СаС2 + Н2О → Са(ОН)2 + С2Н2

Ответ:

Спочатку, скористаємося зворотньою стехіометрією для обчислення маси кальцій карбіду, який утворив етин. За рівнянням реакції 1 моль кальцій карбіду утворює 1 моль етину.

Маса кальцій карбіду = маса етину = 40 г

Тепер обчислимо кількість молей етину, використовуючи ідеальний газовий закон:

\[PV = nRT\]

\[n = \dfrac{PV}{RT}\]

де:

- \(P\) - тиск (стандартний тиск - 1 атм),

- \(V\) - об'єм газу (в літрах),

- \(R\) - універсальна газова стала (\(0.0821 \, \dfrac{л \cdot атм}{моль \cdot K}\)),

- \(T\) - температура (стандартна температура - 273 K).

Підставимо значення та обчислимо кількість молей етину.

\[n = \dfrac{(1 \, атм) \cdot (11.2 \, л)}{(0.0821 \, \dfrac{л \cdot атм}{моль \cdot K}) \cdot (273 \, K)}\]

Отримане число молей етину дорівнює кількості молей кальцій карбіду, так як за рівнянням реакції їхня відносна кількість однакова.

Знайдемо масу частку кальцій карбіду:

\[Масова \, частка (\%) = \left( \dfrac{Маса \, кальцій \, карбіду}{Маса \, зразка} \right) \cdot 100\]

Підставимо значення та обчислимо результат.

Чудово, давайте вирішимо цю проблему!Ми можемо почати з написання збалансованого рівняння:CaC2 + H2O → Ca(OH)2 + C2H2Ми знаємо, що 40 г карбіду кальцію було оброблено надлишком води, що означає, що кількість води по суті необмежена, тому ми можемо припустити, що весь карбід кальцію реагує.Молярна маса карбіду кальцію становить 64 г/моль, тому ми можемо обчислити кількість молей карбіду кальцію:40 г/64 г/моль = 0,625 мольПотім ми можемо використати збалансоване рівняння, щоб обчислити кількість молей утвореного етину:0,625 моль CaC2 x 1 моль C2H2 / 1 моль CaC2 = 0,625 моль C2H2Нарешті, ми можемо обчислити об’єм утвореного етину за допомогою закону ідеального газу:V = nRT / Pде V — об’єм, n — кількість молей, R — газова стала, P — тиск. Оскільки нам дано, що об’єм становить 11,2 л за нормальних умов (кімнатна температура і тиск, або STP), ми можемо припустити, що тиск дорівнює 1 атм, а температура – ​​20°C (293 K). Підставляючи значення, ми отримуємо:V = 0,625 моль x 8,3145 Дж/моль·K x 293 K / 1 атм = 11,2 лТепер можна обчислити масову частку карбіду кальцію в зразку:масова частка = (маса карбіду кальцію) / (маса зразка)= (40 г) / (40 г + х), де х — маса водиОскільки маса води набагато більша за масу кальцій карбіду, то можна вважати, що х приблизно дорівнює масі води, що не передбачено. Тому обчислити масову частку кальцій карбіду ми не можемо.