Найти объем газа, который выделяется при сливании 150 г 30%-ной соляной кислоты с карбонатом натрия массой 53 г.

Для того чтобы найти объем газа, который выделяется при реакции, нужно начать с расчета химической реакции, которая происходит между соляной кислотой (HCl) и карбонатом натрия (Na₂CO₃).

Уравнение реакции:

В ходе реакции образуется углекислый газ (CO₂), который мы и будем искать.

1. Находим количество вещества (молекул) для каждого из реагентов:

• Масса 30%-ной соляной кислоты: 150 г.
  Массовая доля HCl в растворе: 30%, то есть масса чистой HCl:

  $$150 \, \text{г} \times \frac{30}{100} = 45 \, \text{г}.$$

  Молекулярная масса HCl = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль.
  Количество вещества HCl:

  $$n(\text{HCl}) = \frac{45 \, \text{г}}{36,5 \, \text{г/моль}} = 1,23 \, \text{моль}.$$

• Масса карбоната натрия (Na₂CO₃): 53 г.
  Молекулярная масса Na₂CO₃ = 2×23 + 12 + 3×16 = 106 г/моль.
  Количество вещества Na₂CO₃:

  $$n(\text{Na}_2\text{CO}_3) = \frac{53 \, \text{г}}{106 \, \text{г/моль}} = 0,5 \, \text{моль}.$$

2. Находим, какой из реагентов ограничивает реакцию:

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Na₂CO₃ нужно 2 моль HCl. Для 0,5 моль Na₂CO₃ требуется:

У нас есть 1,23 моль HCl, а для реакции нужно только 1 моль HCl. Таким образом, ограничивающим реагентом является Na₂CO₃, и вся его масса пройдет в реакцию.

3. Находим количество выделившегося газа (CO₂):

По уравнению реакции, на 1 моль Na₂CO₃ выделяется 1 моль CO₂. Так как у нас 0,5 моль Na₂CO₃, то количество газа CO₂ будет равно:

4. Находим объем газа при нормальных условиях:

При нормальных условиях (температура 0°C, давление 1 атм) 1 моль газа занимает объем 22,4 л. Тогда объем CO₂:

Таким образом, объем газа, который выделяется при реакции, составляет 11,2 литра.