W treści zadania opisano proces składający się z dwóch reakcji.

Zapisujemy równania reakcji chemicznych:

1.   $\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2+\mathrm{CO}{}_2\to \mathrm{CaCO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

2.   $\mathrm{CaCO}{}_3+\mathrm{CO}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{Ca}(\mathrm{HCO}{}_3){}_2$

 

Sumarycznie reakcję całego procesu można zapisać jako: 

$\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2+2\mathrm{CO}{}_2\to \mathrm{Ca}(\mathrm{HCO}{}_3){}_2$

 

Z treści zadania wiemy, że przygotowano 200 g nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia, a jego rozpuszczalność wynosi 0,061 g/100 g wody. 

Masa nasyconego roztworu wodorotlenku wapnia wynosi zatem:

$m_r=100\mathrm{g}+0,061\mathrm{g}=100,061\mathrm{g}$

 

Obliczmy ile wodorotlenku wapnia znajduje się w 200 g nasyconego roztworu, jeżeli w 100,61 g roztworu znajduje się 0,61 g wodorotlenku wapnia:

$\begin{array}{ccc}0,061\mathrm{g}\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2& -& 100,061\mathrm{g}\text{r-ru}\\ x& -& 200\mathrm{g}\text{r-ru}\end{array}$

$x=\frac{0,061\mathrm{g}\cdot 200\mathrm{g}}{100,061\mathrm{g}}\approx 0,122\mathrm{g}$

 

Masa molowa wodorotlenku wapnia wynosi:

$M_{\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2}=40\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+2\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+2\cdot 1\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=74\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

$\underset{0,122\text{g}}{\stackrel{74\text{g}}{\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2}}+\underset{\mathrm{y}}{\stackrel{2\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{2\mathrm{CO}{}_2}}\to \mathrm{Ca}(\mathrm{HCO}{}_3){}_2$

Z równania reakcji widzimy, że 1 mol wodorotlenku wapnia reaguje z 2 molami tlenku węgla(IV), obliczamy ile gramów tlenku węgla(IV) odmierzonego w warunkach normalnych potrzeba do reakcji z 0,122 g wodorotlenku wapnia:

$\begin{array}{ccc}74\mathrm{g}\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2& -& 2\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\mathrm{CO}{}_2\\ 0,122\mathrm{g}\mathrm{Ca}(\mathrm{OH}){}_2& -& y\end{array}$

$y=\frac{0,122\mathrm{g}\cdot 2\cdot 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{74\mathrm{g}}\approx 0,074\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3=74\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3$

 

Odpowiedź: Aby otrzymać wodorowęglan wapnia potrzeba 74 cm³ tlenku węgla(IV).