дано:
- Масса пероксида натрия (Na2O2) = 5,85 г
- Концентрация образовавшегося раствора = 4 %
найти:
- Объем воды, в которой растворен пероксид натрия.
- Объем углекислого газа (CO2), необходимый для перевода образовавшейся щелочи в среднюю соль.
решение:
1. Рассчитаем количество моль пероксида натрия:
Молярная масса Na2O2 = 23*2 + 16*2 = 46 г/моль.
Количество моль Na2O2 = масса Na2O2 / молярная масса Na2O2 = 5,85 г / 46 г/моль ≈ 0,127 моль.
2. Определим, сколько NaOH образуется при реакции с водой:
По уравнению реакции разложения пероксида натрия:
2 Na2O2 + 2 H2O → 4 NaOH + O2.
Из уравнения видно, что 2 моль Na2O2 дают 4 моль NaOH, значит:
Количество моль NaOH = 0,127 моль * 2 = 0,254 моль.
3. Рассчитаем массу NaOH, которую мы получили:
Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль.
Масса NaOH = количество моль NaOH * молярная масса NaOH = 0,254 моль * 40 г/моль ≈ 10,16 г.
4. Найдем объем полученного 4 % раствора NaOH:
Массовая доля NaOH в растворе = массе NaOH / массе раствора.
0,04 = 10,16 г / масса раствора.
Следовательно, масса раствора = 10,16 г / 0,04 = 254 г.
5. Теперь рассчитаем объем воды, использованной для получения 4 % раствора.
Общая масса раствора = масса NaOH + масса воды.
Масса воды = масса раствора - масса NaOH = 254 г - 10,16 г = 243,84 г.
Плотность воды ≈ 1 г/мл. Таким образом, объем воды ≈ 243,84 мл.
6. Для нейтрализации щелочи (NaOH) используется CO2. Реакция имеет вид:
NaOH + CO2 → NaHCO3.
На 1 моль NaOH требуется 1 моль CO2, следовательно, количество моль CO2 = количество моль NaOH = 0,254 моль.
7. Рассчитаем объем CO2 при нормальных условиях:
1 моль газа занимает 22,4 л.
Объем CO2 = количество моль CO2 * 22,4 л/моль = 0,254 моль * 22,4 л/моль ≈ 5,68 л.
ответ:
Объем воды, в котором был растворен пероксид натрия, составляет приблизительно 243,84 мл. Объем углекислого газа, необходимый для перевода образовавшейся щелочи в среднюю соль, составляет примерно 5,68 л.