Чтобы определить массу осадка, который образуется при смешивании этих растворов, нам сначала нужно установить, какие вещества реагируют и каковы их стехиометрические соотношения.
Определим состав растворов:
В 300 граммах 15%-ного раствора нитрата свинца (Pb(NO₃)₂) содержится: \[ 300 \, \text{г} \times 0.15 = 45 \, \text{г} \, \text{Pb(NO₃)₂}. \]
В 200 граммах 20%-ного раствора гидроксида лития (LiOH) содержится: \[ 200 \, \text{г} \times 0.20 = 40 \, \text{г} \, \text{LiOH}. \]
Установим реакцию: При смешивании нитрата свинца с гидроксидом лития происходит осаждение гидроксида свинца (Pb(OH)₂) по реакции: \[ Pb(NO₃)₂ + 2LiOH \rightarrow Pb(OH)₂ \downarrow + 2LiNO₃. \]
Определим молекулярные массы:
- Молярная масса Pb(OH)₂:
- Pb: 207.2
- O: 16.0
- H: 1.0 \[ \text{Мм (Pb(OH)₂)} = 207.2 + 2 \times (16.0 + 1.0) = 207.2 + 34.0 = 241.2 \, \text{г/моль}. \]
- Молярная масса Pb(OH)₂:
Расчёт моль веществ:
Молекулы Pb(NO₃)₂: \[ \text{moles of } Pb(NO₃)₂ = \frac{45 \, \text{г}}{331.2 \, \text{г/моль}} \approx 0.136 \, \text{моль}. \] (331.2 г/моль — молярная масса Pb(NO₃)₂)
Молекулы LiOH: \[ \text{moles of } LiOH = \frac{40 \, \text{г}}{23.9 \, \text{г/моль}} \approx 1.671 \, \text{моль}. \] (23.9 г/моль — молярная масса LiOH)
Стехиометрия реакции: Согласно реакции, на каждый 1 моль Pb(NO₃)₂ необходимо 2 моля LiOH для образования 1 моля Pb(OH)₂. Найдем, сколько Pb(OH)₂ может образоваться:
- Из 0.136 моль Pb(NO₃)₂ требуется: \[ 0.136 \, \text{моль} \times 2 = 0.272 \, \text{моль LiOH}. \] Поскольку у нас 1.671 моль LiOH, реагента в избытке, ограничивающим реагентом является Pb(NO₃)₂.
Масса осадка Pb(OH)₂: Используем моли Pb(OH)₂, которые образуются: \[ 0.136 \, \text{моль} \, \text{Pb(OH)₂} \to 0.136 \, \text{моль} \times 241.2 \, \text{г/моль} \approx 32.79 \, \text{г}. \]
Таким образом, масса осадка Pb(OH)₂, образовавшегося при смешивании, составляет примерно 32.79 грамма.