Составим уравнение химической реакции:
3,5г Хг
CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + H2O + CO2
100г/моль 44г/моль
Найдем молярную массу карбоната кальция, соляной кислоты и углекислого газа:
М (CaCO3) = 40 + 12 + 16*3 = 100 г/моль;
М (HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль;
М (CO2) = 12 + 16*2 = 44 г/моль.
Расчитаем массу соляной кислоты в растворе:
m (HCl) = ( 15 * 20% ) / 100% = 3 гр.
Рассчитаем количество вещества (моль) для карбоната кальция и соляной кислоты (расчет на избыток и не достаток,что выяснить какое из веществ вступит в реакцию полностью):
n(CaCO3) = 3,5 / 100 = 0,035 моль - недостаток вещества;
n(HCl) = 3 / 36,5 = 0,082 моль - избыток вещества.
Расчет массы углекислого газа ведем по недостатку вещества:
Х / 44 = 3,5 /100.
Из пропорции находим Х :
Х = ( 44 * 3,5 ) / 100 = 1,54 грамма - масса образовавшегося углекислого газа.
Будем думать, что восстанавливать предлагают водородом.
Свободная энергия Гиббса реакции рассчитывается из табличных значений стандартных жнергий образования исходных веществ и продуктов реакции. Для простых веществ эти значения равны 0.
Поэтому рабочее выражение будет выглядеть следующим образом:
∆rG(298К) = ∆fG(298К)(продукта) - ∆fG(298К)(исходного)
ZnO + H2 = Zn + H2O
∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль
∆fG(298К)(ZnO) = -318,1 кДж/моль
∆rG(298К) = -237,2 - (-318,1) = 80,9 кДж/моль
∆rG(298К)>0 - реакция при данной температуре не идет.
NiO +H2 = Ni + H2O
∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль
∆fG(298К)(NiO) = -211,6 кДж/моль
∆rG(298К) = -237,2 - (-211,6) = -25,6 кДж/моль
∆rG(298К)<0 - реакция идет.
SnO2 + 2H2 = Sn + 2H2O
∆fG(298К)(H2O) = -237,2 кДж/моль
∆fG(298К)(SnO2) = -519,9 кДж/моль
∆rG(298К) = -237,2*2 - (-519,9) = 45,5 кДж/моль
∆rG(298К)>0 - реакция при данной температуре не идет.
