34.07 Растворимость и кристаллогидраты

Уравнения реакций:

1) Na₂CO₃ + 2HCl → 2NaCl + CO₂ + H₂O
2) Na₂CO₃ + CaCl₂ → CaCO₃ + 2NaCl

200 мл воды = 200 г воды;
Пусть в 200 г воды растворили x г Na₂CO₃, тогда:

Составим пропорцию:
31,8 г Na₂CO₃ может растворится в 100 г воды, тогда
x г Na₂CO₃ может растворится в 200 г воды, следовательно
x = 63,6 г (m _общ. Na₂CO₃);
n _общ. Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / M Na₂CO₃ = 63,6 / 106 = 0,6 моль;
Найдем массу раствора карбоната натрия, который получили при добавлении 63,6 г этой соли к 200 г воды: m_р-ра Na₂CO₃ = 63,6 + 200 = 263,6 г
Массовая доля соли в этом растворе: w Na₂CO₃ = m Na₂CO₃ / m_р-ра Na₂CO₃ = 63,6 / 263,6 = 0,2413;
Количество CO₂ в первой реакции: n₁ CO₂ = V₁ CO₂ / V_m = 4,48 / 22,4 = 0,2 моль;
Следовательно, n₁ Na₂CO₃ = n₁CO₂ = 0,2 моль;
Количество соли во второй части: n₂ Na₂CO₃ = n _общ. Na₂CO₃ – n₁ Na₂CO₃ = 0,6 – 0,2 = 0,4 моль;

Расчеты по превращениям со 2 частью карбоната натрия:
Общая масса добавленного хлорида кальция: m CaCl₂ = m_р-ра CaCl₂ ⋅ w CaCl₂ = 222 ⋅ 0,25 = 55,5 г
n _общ. CaCl₂ = m CaCl₂ / M CaCl₂ = 55,5 / 111 = 0,5 моль
n_{прореаг.} CaCl₂ = n₂ Na₂CO₃ = 0,4 моль
n_ост. CaCl₂ = n _общ. CaCl₂ – n_{прореаг.} CaCl₂ = 0,5 – 0,4 = 0,1 моль
m_ост. CaCl₂ = n_ост. CaCl₂ ⋅ M CaCl₂ = 0,1 ⋅ 111 = 11,1 г
Ищем количество и массу осадочного карбоната кальция: n CaCO₃ = n₂ Na₂CO₃ = 0,4 моль
m CaCO₃ = n CaCO₃ ⋅ M CaCO₃ = 0,4 ⋅ 100 = 40 г ;
Масса карбоната натрия, вступившего во 2 реакцию: m₂ Na₂CO₃ = n₂ Na₂CO₃ ⋅ M Na₂CO₃ = 0,4 ⋅ 106 = 42,4 г
Массовая доля в частях одинакова: w Na₂CO₃ = w₂ Na₂CO₃ = 0,2413
Найдем массу 2 части раствора: m_р-ра 2 Na₂CO₃ = m₂ Na₂CO₃ / w₂ Na₂CO₃ = 42,4 / 0,2413 = 175,7 г

Найдем массу конечного раствора: m_{кон. р-ра} = m_р-ра Na₂CO₃ + m_р-ра CaCl₂ – m CaCO₃ = 175,7 + 222 – 40 = 357,7 г

Массовая доля оставшегося хлорида кальция в конечном растворе: w_ост. CaCl₂ = m_ост. CaCl₂ / m_{кон. р-ра} = 11,1 / 357,7 = 0,031 или 3,1%

Ответ: w_ост. CaCl₂  = 3,1%