Чтобы решить задачу, необходимо сначала понять, какие реакции происходят при смешивании нитрата серебра (AgNO3) и сульфата магния (MgSO4).
Запишем уравнение реакции: Когда нитрат серебра реагирует с сульфатом магния, образуется сульфат серебра (Ag2SO4) и нитрат магния (Mg(NO3)2): \[ 2 \text{AgNO}_3 + \text{MgSO}_4 \rightarrow \text{Ag}_2\text{SO}_4 + \text{Mg(NO}_3\text{)}_2 \]
Расчитаем количество реакционноспособных веществ:
- Молярная масса нитрата серебра (AgNO3): \[ \text{М(AgNO}_3\text{)} = 107.87 \, (\text{Ag}) + 14.01 \, (\text{N}) + 3 \times 16.00 \, (\text{O}) \approx 169.87 \, \text{г/моль} \]
- Молярная масса сульфата магния (MgSO4): \[ \text{М(MgSO}_4\text{)} = 24.31 \, (\text{Mg}) + 32.07 \, (\text{S}) + 4 \times 16.00 \, (\text{O}) \approx 120.37 \, \text{г/моль} \]
Рассчитаем количество вещества нитрата серебра: \[ n(\text{AgNO}_3) = \frac{25 \, \text{г}}{169.87 \, \text{г/моль}} \approx 0.147 \, \text{моль} \]
Рассчитаем количество вещества сульфата магния: \[ n(\text{MgSO}_4) = \frac{30 \, \text{г}}{120.37 \, \text{г/моль}} \approx 0.249 \, \text{моль} \]
Определение лимитирующего реагента: Согласно уравнению реакции: на 2 моли AgNO3 необходимо 1 моль MgSO4. Таким образом, мы сравниваем:
- Для 0.147 моль AgNO3 требуется \( \frac{0.147}{2} = 0.0735 \) моль MgSO4.
- У нас есть 0.249 моль MgSO4, что больше необходимого.
Следовательно, AgNO3 является лимитирующим реагентом.
Определяем количество образовавшейся соли: В соответствии с уравнением реакции, 2 моль AgNO3 дают 1 моль Ag2SO4. Это означает, что из 0.147 моль AgNO3 будет образовано: \[ n(\text{Ag}_2\text{SO}_4) = \frac{0.147}{2} \approx 0.0735 \, \text{моль} \]
Рассчитаем массу образовавшейся соли: Сначала найдем молярную массу Ag2SO4: \[ \text{М(Ag}_2\text{SO}_4\text{)} = 2 \times 107.87 \, (\text{Ag}) + 32.07 \, (\text{S}) + 4 \times 16.00 \, (\text{O}) \approx 311.87 \, \text{г/моль} \] Теперь рассчитаем массу образовавшейся соли: \[ m(\text{Ag}_2\text{SO}_4) = n(\text{Ag}_2\text{SO}_4) \times \text{М(Ag}_2\text{SO}_4\text{)} = 0.0735 \, \text{моль} \times 311.87 \, \text{г/моль} \approx 22.9 \, \text{г} \]
Таким образом, масса образовавшейся соли (сульфата серебра) составляет приблизительно 22.9 г.