Question

Люди! Помогите решить сложную задачу по химии. Вот условие: При открывании бутылки с газированной водой выделилось 0,489 л газа при давлении в 1 атмосферу и t=25(градусов Цельсия). Газ поступает в поглотительную склянку в которой находится 200г. 1,6% раствора гидроксида натрия. Вот вопросы к задаче: 1. Укажите реакцию среды газированной воды.Как изменить PH после открывания бутылки.
2. Почему при открывании бутылки выделяется газ и как можно уменьшить его объем?
3. Какие частицы и в каком количестве n будут содержаться в растворе с поглотителем после пропускания газа.
Буду очень благодарен вам!

Answer 1

Газированная вода - раствор углекислого газа в воде. Появление пузырьков после его вскрытия доказывает нашу теорию. Значит по формуле Менделеева-Клапейрона находим моль газа (СО2): n=PV/RT. 1атм = 101,325 кПа. Значит: 101,325•0,489/(8,31•298)=0,02 моль. В бутылке содержалось 0,02 моль газа. Отвечаю на вопросы:
1.
Среда кислая. СО2 с водой постоянно образует нестабильную кислоту: H2O+CO2=H2CO3. Постоянное его образование и распад обеспечивает кислую среду. Непосредственным выделением газа, вода нейтрализуется и pH сводится к 7 т.к. уменьшается образование слабой кислоты - Н2СО3 и в конце совсем перестает и среда будет нейтральной. Если хотим ущелочить среду, то в воду добавляем раствор щелочи.
2.
В закрытой бутылке газ держался под давлением и объем был наименьшим. При открытии газ выделяется из-за того, что давление резко падает, увеличивается объем, растворимость уменьшается. Чтобы уменьшит объем надо увеличить давление и повысить температуру.
3.
Значит после выделения газа, газ непосредственно поступает в поглотительную трубку, затем в 200 г раствор 1,6% NaOH. С поступлением газа здесь начинается реакция:
2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O
образуется основная соль т.к. в растворе щелочь в избытке. С 0,02 моль газа реагирует в два раза больше щелочи (0,04). Находим его моль (200•0,016)/40=0,08 моль т.к. СО2 в недостатке и его моль составляет 0,02 у нас образуется 0,02 моль соли (Na2CO3). Если щелочи в начале было 0,08 и прореагировало 0,02, то осталось 0,08-0,02•2=0,04 моль. Таким образом, в конечном растворе содержится 0,02 моль соли, 0,04 моль щелочи, газ полностью прореагирует и в растворе не останется.

p.s. если что-то не ясно спрашивайте в комментариях