Определите массовую долю карбоната калия в растворе, полученном кипячением 150 г 15 %-ного раствора гидрокарбоната калия. Какой объём 15,6 %-ного раствора хлорида бария (плотностью 1,11 г/мл) прореагирует с полученным карбонатом калия? Испарением воды можно пренебречь. В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических вели- чин).
1) Уравнения реакций:
$2KHCO_3 = K_2CO_3 + H_2O + CO_2↑$ (1)
$K_2CO_3 + BaCl_2 = BaCO_3↓ + 2KCl$ (2)
2) Количество вещества гидрокарбоната калия $KHCO_3$:
$m(KHCO_3)_{чист.}$ = 0.15 · 150 = 22.5 г
$M(KHCO_3)$ = 100 г/моль; $n(KHCO_3)$ = 22.5 / 100 = 0.225 моль
3) По уравнению (1):
$n(K_2CO_3) = 0.5n(KHCO_3)$ = 0.225 / 2 = 0.1125 моль
$M(K_2CO_3)$ = 138 г/моль; $m(K_2CO_3)$ = 0.1125 · 138 = 15.525 г
4) По уравнению (1):
$n(CO_2) = 0.5n(KHCO_3)$ = 0.1125 моль
$M(CO_2)$ = 44 г/моль; $m(CO_2)$ = 0.1125 · 44 = 4.95 г
5) Массовая доля $K_2CO_3$:
$m_{р-ра}(K_2CO_3) = m_{р-ра}(KHCO_3) – m(CO_2)$ = 150 – 4.95 = 145.05 г
$ω(K_2CO_3)$ = 15.525 / 145.05 ≈ 0.107, или 10.7 %
6) По уравнению (2):
$n(BaCl_2) = n(K_2CO_3)$ = 0.1125 моль
$M(BaCl_2)$ = 208 г/моль; $m(BaCl_2)_{чист.}$ = 0.1125 · 208 = 23.4 г
$m_{р-ра}(BaCl_2)$ = 23.4 / 0.156 ≈ 150 г
$V_{р-ра}(BaCl_2)$ = 150 / 1.11 ≈ 135.14 мл