При взаимодействии 100 грамм раствора нитрата бария с сульфатом калия выпало 16 грамм осадка. Определите массовую долю нитрата бария в его растворе
Для решения задачи начнем с уравнения реакции:
\[ \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + \text{K}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{BaSO}_4 \downarrow + 2 \text{KNO}_3 \]
В результате реакции образуется осадок сульфата бария \(\text{BaSO}_4\). Теперь определим, сколько молей сульфата бария было получено из 16 граммов осадка.
Вычислим молекулярную массу сульфата бария \(\text{BaSO}_4\):
- \( \text{Ba} \approx 137.33 \, \text{г/моль} \)
- \( \text{S} \approx 32.07 \, \text{г/моль} \)
- \( \text{O}_4 \approx 16.00 \times 4 = 64.00 \, \text{г/моль} \)
Тогда: \[ M(\text{BaSO}_4) = 137.33 + 32.07 + 64.00 = 233.40 \, \text{г/моль} \]
Найдем количество молей сульфата бария в 16 г: \[ n(\text{BaSO}_4) = \frac{m}{M} = \frac{16 \, \text{г}}{233.40 \, \text{г/моль}} \approx 0.0685 \, \text{моль} \]
Из уравнения реакции видно, что на 1 моль \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\) получается 1 моль \(\text{BaSO}_4\). Следовательно, количество молей нитрата бария, участвовавшего в реакции, также равно: \[ n(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = 0.0685 \, \text{моль} \]
Теперь найдем массу нитрата бария, использованного в реакции:
- Молярная масса \(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2\): \[ M(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = 137.33 + 2 \times (14.01 + 3 \times 16.00) \approx 137.33 + 2 \times 62.01 \approx 261.35 \, \text{г/моль} \]
- Масса нитрата бария в 0.0685 молях: \[ m(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = n \times M \approx 0.0685 \, \text{моль} \times 261.35 \, \text{г/моль} \approx 17.91 \, \text{г} \]
Найдем массовую долю нитрата бария в растворе. Масса всего раствора составляет 100 г, а масса нитрата бария в растворе — 17.91 г: \[ \omega(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2) = \frac{m(\text{Ba(NO}_3\text{)}_2)}{m_{\text{раствор}}} = \frac{17.91 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} \times 100\% \approx 17.91\% \]
Таким образом, массовая доля нитрата бария в его растворе составляет примерно 17.91%.
