Для решения этой задачи давайте сначала разберемся с реакцией, которая произойдет между нитратом свинца (Pb(NO₃)₂) и йодидом калия (KI). В результате этой реакции образуется осадок йодида свинца (PbI₂), который имеет малую растворимость в воде.
Записываем уравнение реакции:
\[ Pb(NO₃)₂ + 2KI \rightarrow PbI₂ \downarrow + 2KNO₃ \]
Определим количество вещества (моль) каждого реагента:
Для нитрата свинца:
- Концентрация раствора (C₁) = 0,005 моль/л
- Объем раствора (V₁) = 100 мл = 0,1 л
- Количество вещества (n₁) = C₁ × V₁ = 0,005 моль/л × 0,1 л = 0,0005 моль
Для йодида калия:
- Концентрация раствора (C₂) = 0,01 моль/л
- Объем раствора (V₂) = 200 мл = 0,2 л
- Количество вещества (n₂) = C₂ × V₂ = 0,01 моль/л × 0,2 л = 0,002 моль
Анализируем реакцию:
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль Pb(NO₃)₂ нужно 2 моль KI. Значит, из 0,0005 моль Pb(NO₃)₂ мы можем получить 0,001 моль KI. У нас есть 0,002 моль KI, поэтому KI не является лимитирующим реагентом.
Определяем, образуется ли осадок:
Нитрат свинца и йодид калия присоединяются в соотношении 1:2, и поскольку KI в избытке, осадок PbI₂ будет образовываться.
Количество образовавшегося осадка:
Используем количество Pb(NO₃)₂ для расчета количества образовавшегося PbI₂:
По уравнению реакции:
- 1 моль Pb(NO₃)₂ дает 1 моль PbI₂.
Значит, из 0,0005 моль Pb(NO₃)₂ образуется 0,0005 моль PbI₂.
Поиск массы осадка:
Молярная масса PbI₂:
- Pb (207 г/моль) + 2 × I (127 г/моль) = 207 + 254 = 461 г/моль
Масса (m): \[ m = n \times M = 0,0005 \, \text{моль} \times 461 \, \text{г/моль} = 0,2305 \, \text{г} \]
Таким образом, в результате реакции образуется осадок йодида свинца, количество которого составит 0,0005 моль, а масса — 0,2305 грамма.