Пероксид натрия используется для регенерации воздуха в подводных лодках. Процесс происходит по схеме Na2O2 + CO2 → Na2CO3 + O2. Какой объем углекислого газа можно восстановить пероксидом натрия массой 7,8 кг?

Для того чтобы вычислить объем углекислого газа, который можно восстановить с помощью пероксида натрия массой 7,8 кг, необходимо пройти несколько шагов.

1. Найдем молекулярную массу пероксида натрия (Na₂O₂):

   Молекулярная масса Na₂O₂ равна:

   • Масса натрия (Na) = 22,99 г/моль,

   • Масса кислорода (O) = 16,00 г/моль.

   Молекулярная масса Na₂O₂ = (2 × 22,99) + (2 × 16,00) = 45,98 + 32,00 = 77,98 г/моль.

2. Рассчитаем количество вещества пероксида натрия (Na₂O₂):

   Масса пероксида натрия = 7,8 кг = 7800 г.

   Количество вещества пероксида натрия (n) вычисляется по формуле:

   $$n = \frac{m}{M}$$

   где:

   • m — масса вещества (7800 г),

   • M — молекулярная масса вещества (77,98 г/моль).

   $$n = \frac{7800}{77,98} \approx 100,1 \text{ моль}.$$

3. Используем стехиометрическое соотношение реакции:

   Согласно реакции:

   $$\text{Na}_2\text{O}_2 + \text{CO}_2 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{O}_2,$$

   из 1 моля пероксида натрия (Na₂O₂) можно получить 1 моль углекислого газа (CO₂).

   Таким образом, 100,1 моль Na₂O₂ восстановят 100,1 моль CO₂.

4. Вычислим объем углекислого газа (CO₂) при стандартных условиях (нормальные условия — 0°C, 1 атм):

   Молярный объем газа при нормальных условиях составляет примерно 22,4 л/моль.

   Объем CO₂ можно найти по формуле:

   $$V = n \times V_m$$

   где:

   • n — количество вещества (100,1 моль),

   • $V_m$ — молярный объем (22,4 л/моль).

   $$V = 100,1 \times 22,4 \approx 2242,2 \text{ литра}.$$

Таким образом, пероксид натрия массой 7,8 кг может восстановить примерно 2242,2 литра углекислого газа.