Спочатку знайдемо кількість HCl в розчині:
250 г * 0,25 = 62,5 г HCl
За рівнянням реакції, MgO реагує з HCl відповідно до наступної реакції:
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O
Стосовно MgO можна скласти рівняння взаємодії з кількістю HCl у молях:
1 моль MgO + 2 моля HCl → 1 моль MgCl2 + 1 моль H2O
Розмірковуючи в масах, молярна маса HCl становить приблизно 36,5 г/моль. Визначимо кількість молей HCl у розчині:
62,5 г / 36,5 г/моль ≈ 1,71 моль HCl
Оскільки коефіцієнт перед MgO у рівнянні реакції рівний 1, для реакції цієї кількості HCl потрібна така ж кількість молей MgO. Молярна маса MgO становить 40,3 г/моль. Тому маса MgO, розділена на молю, дорівнює:
100 г / 40,3 г/моль ≈ 2,48 моль MgO
Отже, масштабована кількість HCl у розчині перевищує кількість MgO, тому тут MgO відповідає за обмежуючу реакцію. Кількість молей MgCl2, що утворився, дорівнює кількості молей MgO та має молекулярну масу 95,2 г/моль:
1,71 моль * (1 моль MgCl2 / 2 моля HCl) * 95,2 г/моль ≈
Сбалансированное химическое уравнение реакции:
Li2CO3 + 2HCl -> 2LiCl + H2O + CO2
Из уравнения видно, что на каждый 1 моль Li2CO3 производится 1 моль газообразного CO2.
Во-первых, нам нужно рассчитать количество молей Li2CO3, присутствующих в растворе:
Масса Li2CO3 = 200 г x 0,037 = 7,4 г
Количество молей Li2CO3 = 7,4 г / 73,89 г/моль (молярная масса Li2CO3) = 0,1 моль
Поскольку 1 моль Li2CO3 производит 1 моль газообразного CO2, количество произведенных молей газообразного CO2 также равно 0,1 моль.
Теперь нам нужно использовать закон идеального газа для расчета объема произведенного газа:
PV = nRT
где P — давление, V — объем, n — число молей, R — газовая постоянная (0,0821 л·атм/моль·K), T — температура.
Предполагая стандартную температуру и давление (STP), которые составляют 0 ° C (273 K) и 1 атм, мы можем изменить уравнение для решения для объема:
V = nRT/P = (0,1 моль)(0,0821 л·атм/моль·K)(273 K)/(1 атм) = 2,23 л
Таким образом, объем образовавшегося газа (CO2) составляет 2,23 л (при нормальных условиях).
