Для того чтобы посеребрить медное изделие массой 12г, содержащее 20% примесей, его опустили в стакан, содержащий 500мл 0,11М раствора нитрата серебра (1). Когда изделие вынули, то оказалось, что масса серебряного покрытия составила 5г. Рассчитайте массовую долю выхода продукта от теоретически возможного.
Для решения задачи необходимо определить теоретически возможное количество серебра, которое может быть осаждено на медное изделие, а затем вычислить массовую долю выхода продукта.
Определение количества меди в изделии.
Изделие массой 12 г содержит 20% примесей. Значит, масса меди:
\[ \text{Масса меди} = 12 \, \text{г} \times (1 - 0,2) = 12 \, \text{г} \times 0,8 = 9,6 \, \text{г} \]Определение теоретически возможного количества серебра.
Реакция, которая происходит, когда медное изделие помещается в раствор нитрата серебра, может быть представлена следующим образом:
\[ \text{Cu} + 2 \text{AgNO}_3 \rightarrow \text{Cu(NO}_3\text{)}_2 + 2 \text{Ag} \]
Согласно уравнению, 1 моль меди реагирует с 2 моль серебра.Молярная масса меди \( M_{\text{Cu}} = 63,5 \, \text{г/моль} \), а молярная масса серебра \( M_{\text{Ag}} = 107,9 \, \text{г/моль} \).
Для 9,6 г меди вычислим количество молей меди:
\[ n_{\text{Cu}} = \frac{9,6 \, \text{г}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 0,151 \, \text{моль} \]По уравнению реакции, на 0,151 моль меди потребуется 0,302 моль серебра. Теперь найдем массу 0,302 моль серебра:
\[ m_{\text{Ag, теор}} = 0,302 \, \text{моль} \times 107,9 \, \text{г/моль} \approx 32,6 \, \text{г} \]Определение выхода продукта.
Выход серебра составил 5 г. Теперь вычислим массовую долю выхода:
\[ \text{Выход (массовая доля)} = \frac{m_{\text{Ag, фактический}}}{m_{\text{Ag, теоретический}}} \times 100\% = \frac{5 \, \text{г}}{32,6 \, \text{г}} \times 100\% \approx 15,4\% \]
Таким образом, массовая доля выхода продукта от теоретически возможного составляет approximately 15,4%.
