Номер 8, страница 144 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 30. Соединения натрия и калия. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 8, страница 144.

Условие.

8. Сколько килограммов кальцинированной соды можно получить из одной тонны поваренной соли, если общий выход продукта составляет 90%?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Масса поваренной соли, $m(NaCl) = 1\ т$
Общий выход продукта, $\eta = 90\%$

Перевод в СИ:

$m(NaCl) = 1\ т = 1000\ кг$

$\eta = 90\% = 0.9$

Найти:

Массу кальцинированной соды, $m_{практ.}(Na_2CO_3) - ?$

Решение:

Для решения задачи необходимо использовать уравнение химической реакции получения кальцинированной соды (карбоната натрия, $Na_2CO_3$) из поваренной соли (хлорида натрия, $NaCl$). Основным промышленным методом является способ Сольве, суммарное уравнение которого выглядит следующим образом:

$2NaCl + CaCO_3 \rightarrow Na_2CO_3 + CaCl_2$

Из этого уравнения следует, что из 2 моль хлорида натрия образуется 1 моль карбоната натрия.

1. Рассчитаем молярные массы реагента и продукта, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы ($Na \approx 23$, $Cl \approx 35.5$, $C \approx 12$, $O \approx 16$):

$M(NaCl) = 23 + 35.5 = 58.5\ г/моль = 58.5\ кг/кмоль$

$M(Na_2CO_3) = 2 \cdot 23 + 12 + 3 \cdot 16 = 46 + 12 + 48 = 106\ г/моль = 106\ кг/кмоль$

2. Определим теоретическую массу кальцинированной соды ($m_{теор.}(Na_2CO_3)$), которую можно получить из 1000 кг поваренной соли. Составим пропорцию на основе стехиометрических соотношений масс:

Из $2 \cdot 58.5\ кг = 117\ кг$ $NaCl$ получается $106\ кг$ $Na_2CO_3$.

Из $1000\ кг$ $NaCl$ получается $x\ кг$ $Na_2CO_3$.

$\frac{1000\ кг}{117\ кг} = \frac{x}{106\ кг}$

Решим пропорцию относительно $x = m_{теор.}(Na_2CO_3)$:

$x = m_{теор.}(Na_2CO_3) = \frac{1000\ кг \cdot 106\ кг}{117\ кг} \approx 905.98\ кг$

Это теоретически возможная масса продукта при 100% выходе.

3. Рассчитаем практическую массу кальцинированной соды, учитывая, что общий выход продукта составляет 90%.

Практический выход продукта рассчитывается по формуле:

$\eta = \frac{m_{практ.}}{m_{теор.}} \cdot 100\%$

Отсюда практическая масса:

$m_{практ.}(Na_2CO_3) = m_{теор.}(Na_2CO_3) \cdot \eta$

$m_{практ.}(Na_2CO_3) = 905.98\ кг \cdot 0.9 \approx 815.38\ кг$

Ответ: из одной тонны поваренной соли можно получить примерно 815.4 кг кальцинированной соды.