Чтобы определить объем выделившегося газа при реакции сульфата аммония \((NH_4)_2SO_4\) с гидроксидом бария \((Ba(OH)_2)\), сначала нужно записать уравнение реакции:
\[ (NH_4)_2SO_4 + Ba(OH)_2 \rightarrow BaSO_4 + 2 NH_3 + 2 H_2O \]
из этого уравнения видно, что на каждую молекулу сульфата аммония выделяется 2 молекулы аммиака \(NH_3\), который и является газом.
Теперь вычислим количество вещества сульфата аммония и гидроксида бария.
Рассчитаем количество вещества сульфата аммония:
- Молярная масса \((NH_4)_2SO_4\) составляет: \[ (2 \times 14 + 8 + 32) \, \text{г/моль} = 132 \, \text{г/моль} \]
- Количество вещества сульфата аммония: \[ n_{(NH_4)_2SO_4} = \frac{13.2 \, \text{г}}{132 \, \text{г/моль}} \approx 0.1 \, \text{моль} \]
Рассчитаем количество вещества гидроксида бария:
- Молярная масса \((Ba(OH)_2)\) составляет: \[ 137 + (2 \times 16 + 2 \times 1) \, \text{г/моль} = 171 \, \text{г/моль} \]
- Количество вещества гидроксида бария: \[ n_{Ba(OH)_2} = \frac{5.6 \, \text{г}}{171 \, \text{г/моль}} \approx 0.0328 \, \text{моль} \]
Теперь определим, что является ограничивающим реагентом. Из уравнения видно, что на 1 моль сульфата аммония необходимо 1 моль гидроксида бария. Поскольку у нас 0.1 моль сульфата аммония и 0.0328 моль гидроксида бария, то гидроксид бария является ограничивающим реагентом.
Рассчитаем, сколько молей аммиака выделится:
- На каждую моль \(Ba(OH)_2\) выделяется 2 моли аммиака. Значит, из 0.0328 моль гидроксида бария выделится: \[ 2 \times 0.0328 \, \text{моль} = 0.0656 \, \text{моль} \]
Теперь, чтобы перейти к объему газа, воспользуемся уравнением состояния идеального газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм): 1 моль газа занимает 22,4 л. Тогда объем выделившегося аммиака будет: \[ V = n \times 22.4 \, \text{л/моль} = 0.0656 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 1.47 \, \text{л} \]
Таким образом, объем выделившегося газа (аммиака) составит примерно 1.47 литра.