Щоб обчислити об'єм газу, що виділився під час реакції, спочатку необхідно визначити хімічну реакцію між натрій карбонатом (Na2CO3) і хлоридною кислотою (HCl). Реакція має наступний вигляд:
Na2CO3 + 2HCl -> 2NaCl + H2O + CO2
Згідно з реакцією, на кожну молекулу натрій карбонату утворюється одна молекула вуглекислого газу (CO2).
Дано масу натрій карбонату: 300 г
Масова частка натрій карбонату в розчині: 5% = 0.05
Для визначення кількості вуглекислого газу (CO2) утвореної під час реакції, спочатку знайдемо кількість речовини натрій карбонату:
Маса натрій карбонату = масова частка * маса розчину
Маса натрій карбонату = 0.05 * 300 г = 15 г
Тепер, знаючи масу натрій карбонату, ми можемо обчислити кількість речовини натрій карбонату (в молях) за до молярної маси (M) натрій карбонату:
Кількість речовини натрій карбонату = маса / молярна маса
Кількість речовини натрій карбонату = 15 г / 105.99 г/моль ≈ 0.141 моль
Захищена реакція показує, що на кожну молекулу натрій карбонату утворюється одна молекула CO2. Отже, кількість газу CO2, що утворюється, дорівнює кількості речовини натрій карбонату:
Кількість газу CO2 = 0.141 моль
Знаючи кількість газу CO2, можемо використати ідеальний газовий закон, щоб обчислити його об'єм. При нормальних умовах (н. у.) 1 моль будь-якого газу займає об'єм 22.4 л.
Об'єм газу CO2 (н. у.) = кількість газу CO2 * об'єм на 1 моль
Об'єм газу CO2 (н. у.) = 0.141 моль * 22.4 л/моль ≈ 3.16 л
Отже, об'єм газу CO2, що виділився під час реакції, становить приблизно 3.16 л (нормальних умовах).
Для расчета рационального состава свинцового концентрата, необходимо определить, какие минералы содержат нужные металлы.
Исходя из состава, следующие минералы включают нужные металлы:
Свинец (Pb) присутствует в виде минерала PbS (сульфид свинца).
Цинк (Zn) присутствует в виде минерала ZnS (сульфид цинка).
Медь (Cu) присутствует в виде минерала CuFeS2 (сульфид меди и железа, известный как халькопирит).
Железо (Fe) присутствует в виде минерала FeS2 (сульфид железа, известный как пирит) и Fe2O3 (оксид железа, известный как гематит).
Теперь можно рассчитать рациональный состав, исходя из содержания каждого металла в минералах:
Рассмотрим свинец (Pb):
Поскольку PbS является единственным минералом, содержащим свинец, его содержание в концентрате будет 60%.
Рассмотрим цинк (Zn):
Поскольку ZnS является единственным минералом, содержащим цинк, его содержание в концентрате будет 2.5%.
Рассмотрим медь (Cu):
Поскольку CuFeS2 является единственным минералом, содержащим медь, его содержание в концентрате будет 3.0%.
Рассмотрим железо (Fe):
Поскольку FeS2 и Fe2O3 содержат железо, нужно определить соотношение между ними.
Из исходного состава известно , что общее содержание железа (Fe) составляет 6.5%.
Суммируя содержание FeS2 и Fe2O3, получим 6.5%.
Поскольку общий процент составляет 6.5%, невозможно точно определить содержание каждого минерала без дополнительной информации.
Таким образом, рациональный состав свинцового концентрата будет следующим:
Pb - 60.0%
Zn - 2.5%
Cu - 3.0%
Fe - неопределенный (6.5% находится в составе FeS2 и Fe2O3)
S - 16.0%
прочие - 12.0%
