1) Чтобы определить массовую долю гидрокарбоната натрия, которая разложилась, сначала напишем уравнение реакции разложения гидрокарбоната натрия (NaHCO₃):
[ 2 \, \text{NaHCO}_3 \rightarrow \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} ]
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объем 22,4 литра. Таким образом, 2,24 литра CO₂ соответствуют 0,1 молю CO₂.
Согласно уравнению реакции, 2 моль NaHCO₃ дают 1 моль CO₂. Поэтому 0,1 моль CO₂ образуется из 0,2 моль NaHCO₃.
Теперь найдем массу 0,2 моль NaHCO₃. Молярная масса NaHCO₃ составляет примерно 84 г/моль. Следовательно, масса 0,2 моль NaHCO₃ равна:
[ 0,2 \, \text{моль} \times 84 \, \text{г/моль} = 16,8 \, \text{г} ]
Теперь определим массовую долю разложившегося NaHCO₃:
[ \text{Массовая доля} = \left( \frac{16,8 \, \text{г}}{20 \, \text{г}} \right) \times 100\% = 84\% ]
Таким образом, массовая доля гидрокарбоната натрия, которая разложилась, составляет 84%.
2) Давайте рассмотрим взаимодействия и возможные реакции в системе Na₂CO₃ - CO₂ - NH₄HCO₃ - (NH₄)₂CO₃ - NH₃:
Na₂CO₃ (карбонат натрия) может взаимодействовать с CO₂ и водой, образуя гидрокарбонат натрия (NaHCO₃):
[ \text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \, \text{NaHCO}_3 ]
NH₄HCO₃ (гидрокарбонат аммония) разлагается при нагревании, образуя аммиак (NH₃), воду и CO₂:
[ \text{NH}_4\text{HCO}_3 \rightarrow \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 ]
(NH₄)₂CO₃ (карбонат аммония) также может разлагаться при нагревании, образуя аммиак, воду и CO₂:
[ (\text{NH}_4)_2\text{CO}_3 \rightarrow 2 \, \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2 ]
В присутствии избытка CO₂ и воды NH₃ может образовывать NH₄HCO₃:
[ \text{NH}_3 + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{NH}_4\text{HCO}_3 ]
Эти реакции показывают, как компоненты могут взаимодействовать друг с другом в зависимости от условий (температура, давление, соотношение реагентов и т.д.).