СРОЧНО!!! До розчину калій карбонату масою 200 г з невідомою масовою часткою розчиненої речовини додали надлишок розчину сульфатної кислоти. Газ, що виділився при цьому, пропустили крізь надлишок розчину барій гідроксиду. Осад, що виділився при цьому відфільтрували, висушили і зважили. Маса осаду склала 19.7 г.
Ответы
Спочатку необхідно визначити, яка речовина утворюється при реакції калій карбонату з сульфатною кислотою. Це буде калій сульфат (K2SO4), бо при такій реакції утворюється сіль та вода:
K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + CO2
Тепер можна скласти рівняння реакції утворення осаду барій сульфату (BaSO4):
Ba(OH)2 + H2SO4 → BaSO4 + 2H2O
Оскільки барій гідроксид (Ba(OH)2) реагує з надлишком сульфатної кислоти, то можна вважати, що весь газ, що виділився при реакції калій карбонату з сульфатною кислотою, був абсорбований барій гідроксидом. Тому маса осаду барій сульфату дорівнює масі газу, що виділився.
За законом Дальтона, об'єм газу, що виділяється при хімічній реакції, пропорційний кількості речовин, які беруть участь у реакції. Оскільки калій карбонат має масу 200 г, то можна визначити, яка масова частка калій сульфату утворилась:
K2CO3 + H2SO4 → K2SO4 + H2O + CO2
1 моль K2CO3 → 1 моль K2SO4
m(K2SO4) = 174 г/моль
Маса K2SO4 = маса К2CO3, що брали до реакції - маса K2SO4, що утворилась
м(K2CO3) = 200 г
м(K2SO4) = 200 г - м(K2SO4)
Кількість молей K2SO4 = маса K2SO4 / молярна маса K2SO4
n(K2SO4) = м(K2SO4) / 174 г/моль
Оскільки за рівнянням реакції утворюється один моль BaSO4 на один моль H2SO4, то кількість молей BaSO4 дорівнює кількості молей H2SO4, що була використана для реакції з К2CO3:
n(H2SO4) = n(K2SO4) = м(K2SO4) / 174 г/моль
Тепер можна визначити масу барій сульфату, який утворився:
м(BaSO4) = n(H2SO4) x молярна маса BaSO4
м(BaSO4) = м(K2SO4) / 174 г/моль x 233.4 г/моль
м(BaSO4) = 19.7 г
Отже, масова частка K2SO4 у розчині дорівнює:
масова частка K2SO4 = м(K2SO4) / маса розчину x 100%
масова частка K2SO4 = м(K2CO3) - м(K2SO4) / (м(K2CO3) + м(H2O)) x 100%
масова частка K2SO4 = 200 г - 19.7 г / (200 г + м(H2O)) x 100%
масова частка K2SO4 = 180.3 г / (200 г + м(H2O)) x 100%
Тепер необхідно визначити масу води у розчині. Оскільки барій сульфат є повністю нерастворимим у воді, то можна припустити, що всю воду у розчині зважено разом з осадом. Тому:
м(H2O) = 19.7 г
Підставивши це значення до формули для масової частки K2SO4, отримаємо:
масова частка K2SO4 = 180.3 г / (200 г + 19.7 г) x 100%
масова частка K2SO4 = 0.848 x 100%
масова частка K2SO4 = 84.8%
Отже, масова частка K2SO4 у розчині дорівнює 84.8%, а масова частка інших речовин у розчині (включаючи воду) дорівнює 15.2%.