Какой объем углекислого газа (н. у.) получится при обжиге 150 г известняка?

Для решения задачи по определению объема углекислого газа, который выделяется при обжиге известняка, необходимо учесть несколько важных моментов. Мы разберем этот процесс шаг за шагом, чтобы получить максимально полное представление о реакции и расчетах.

### Шаг 1: Химическая реакция 

Обжиг известняка — это процесс разложения карбоната кальция \((\text{CaCO}_3)\) с выделением углекислого газа \((\text{CO}_2)\) и образованием оксида кальция \((\text{CaO})\). Уравнение реакции выглядит следующим образом:

\[
\text{CaCO}_3 (s) \rightarrow \text{CaO} (s) + \text{CO}_2 (g)
\]

### Шаг 2: Масса карбоната кальция

В нашем случае известняк содержит 90% карбоната кальция. Поэтому, из 150 г известняка мы можем найти массу карбоната кальция:

\[
\text{Масса } \text{CaCO}_3 = 150 \, \text{г} \times 0.9 = 135 \, \text{г}
\]

### Шаг 3: Вычисление мольного количества карбоната кальция

Чтобы найти, сколько моль карбоната кальция у нас есть, необходимо знать молярную массу \((M)\) карбоната кальция. Она рассчитывается следующим образом:

\[
M(\text{CaCO}_3) = M(\text{Ca}) + M(\text{C}) + 3 \times M(\text{O}) = 40 + 12 + 3 \times 16 = 100 \, \text{г/моль}
\]

Теперь, зная массу карбоната кальция, можем найти количество молей:

\[
n = \frac{m}{M} = \frac{135 \, \text{г}}{100 \, \text{г/моль}} = 1.35 \, \text{моль}
\]

### Шаг 4: Объем выделяющегося углекислого газа

Согласно уравнению реакции, на каждое моль \(\text{CaCO}_3\) выделяется одно моль \(\text{CO}_2\). Таким образом, количество углекислого газа, выделяющегося при разложении 1.35 молей карбоната кальция, также составит 1.35 моль.

Теперь мы можем определить объем углекислого газа при нормальных условиях (н. у.), где 1 моль газа занимает 22.4 л:

\[
V = n \times V_m = 1.35 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} = 30.24 \, \text{л}
\]

### Шаг 5: Результат

В результате обжиг 150 г известняка, содержащего 90% карбоната кальция, приведет к образованию 30.24 л углекислого газа при нормальных условиях.

### Дополнительная информация

- **Экологические аспекты**: Обжигание известняка используется в промышленности, например, в производстве цемента. Этот процесс также вносит вклад в эмиссию CO₂, что важно учитывать в контексте изменения климата.
- **Альтернативные методы**: В последние годы ведутся исследования по улавливанию и хранению углекислого газа (CCS), чтобы сократить выбросы в атмосферу.
- **Промышленное применение**: Известь, получаемая при обжиге известняка, используется в различных отраслях, включая строительство, металлургию и обработку воды.

Итак, подводя итог, процесс обжига известняка с выделением углекислого газа включает несколько этапов, связанных с химическими реакциями, расчетами и практическим применением.