Химия

При нагревании смеси гидрокарбоната и гидроксида натрия могут протекать реакции:

$2NaHCO_{3} = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O + CO_{2}$ (1)
$NaHCO_{3} + NaOH = Na_{2}CO_{3} + H_{2} (2)$ (2)

Если бы происходило только разложение 41,6 г гидрокарбоната натрия, то потеря массы составила бы:

при разложении 168 г $NaHCO_{3}$ выделяется 62 г $H_{2}O$ и $CO_{2}$,
при разложении 41,6 г $NaHCO_{3}$ выделяется $m$ г $H_{2}O$ и $CO_{2}$,

$m = 15,35$ г $H_{2}O$ и $CO_{2}$,

где 168 г - масса 2 моль $NaHCO_{3}$, 62 г ($18 + 44$) - сумма масс молей $H_{2}O$ и $CO_{2}$. Однако такая потеря массы (NULL,35 г) не соответствует условию задачи.

Если бы смесь состояла из эквимолекулярных количеств гидрокарбоната и гидроксида натрия и реакция протекала бы только согласно уравнению (2), то потеря массы составила бы:

при разложении 124 г смеси выделяется 18 г $H_{2}O$
при разложении 41,6 г смеси выделяется $m$ г $H_{2}O$

$n = 6,04$ г $H_{2}O$,

где 124 г ($84 + 40$) - сумма масс молей $NaHCO_{3}$ и $NaOH$.

По условию задачи потеря массы составила 9,8 г, Следовательно, гидрокарбоната натрия в смеси в молярном отношении было больше, чем гидроксида, и при нагревании протекали оба процесса.

Обозначим соответственно через $x$ и $y$ количества молей гидрокарбоната и гидроксида натрия. Тогда:

$84x + 40y = 41,6$ (1)

Потеря массы за счет протекания реакции (2) равна $18y$.

С гидроксндом натрия в реакцию вступило $y$ моль гидрокарбоната натрия, а разложилось согласно уравнению (1) $x - y$ моль. Потеря массы за счет протекания этого процесса составила $\frac {62 (x - y)}{2}$ г. Общая потеря массы равна:

$18y + \frac {62 (x - y)}{2} = 9,8$ (2)

Решая систему уравнений (1) н (2), находим: $x = 0,4$ моль или 33,6 r $NaHCO_{3}$, $y = 0,2$ моль или 8 Г $NaOH$. Процентное содержание гидрокарбоната и гидроксида натрия в смеси соответственно равно 80,77% ($\frac {33,6 \cdot 100}{41,6}$) и 19,23 %.