При нагревании до полного испарения 100 г 31% водного раствора кислоты образуется 22 г углекислого газа и 78 г воды. Определитель эту кислоту.

Дано: mр-ра = 100 г

wк = 31%

mСО₂ = 22 г

mН₂О = 78 г

Найти: формулу кислоты

Решение.

1). Определим массы кислоты и воды в растворе:

Масса кислоты: mк = wк*mр-ра = (31/100) * 100 = 31 (г)

Масса воды в растворе: mв = mр-ра - mк = 100 - 31 = 69 (г)

2). Воды при испарении к-ты образовалось:

mвк = mH₂O - mв = 78 - 69 = 9 (г)

3) Определим молярные массы и химические количества образовавшихся веществ и массы элементов, входящих в их химические количества:

М (Н₂О) = 2+16 = 18 (г/моль)

nвк = mвк/M (H₂O) = 9/18 = 0,5 (моля)

m (H) = 2*1*0,5 = 1 (г)

m₁ (O) = 1*16*0,5 = 8 (г)

М (СО₂) = 12+2*16 = 44 (г/моль)

n (CO₂) = m (CO₂) / M (CO₂) = 22/44 = 0,5 (моля)

m (C) = 1*12*0,5 = 6 (г)

m₂ (O) = 2*16*0,5 = 16 (г)

4) Поскольку применялось только нагревание, никаких компонентов не вносилось и не удалялось, формула кислоты предположительно СхНуОz.

Рассчитаем массы и количественные соотношения элементов в этой молекуле

m (C) = 6 г; n (C) = 6/12 = 0,5

m (H) = 1; n (H) = 1/1 = 1

m (O) = m₁ (O) + m₂ (O) = 8 + 16 = 24; n (O) = 24/16 = 1,5

C : Н: О = 0,5 : 1 : 1,5 = 1 : 2 : 3, т. е. х=1; у=2; z=3

Формула кислоты СН₂О₃ или более привычная Н₂СО₃. Это - угольная кислота.

При нагревании она разлагается на воду и углекислый газ:

Н₂СО₃ = СО₂↑ + Н₂О

Ответ: Н₂СО₃, угольная кислота.