Для решения задачи о массовой доле примесей в натриевой селитре (NaNO₃) при прокаливании, можно воспользоваться следующими шагами:
Запишем реакцию разложения натриевой селитры: \[ 2 \, \text{NaNO}_3 \, \rightarrow \, 2 \, \text{NaNO}_2 \, + \, O_2 \] Из уравнения видно, что при разложении 2 молей натриевой селитры образуется 1 моль кислорода (O₂).
Определим количество кислорода в моль: Объем кислорода 33,6 литра можно преобразовать в количество молей с помощью уравнения состояния идеального газа. При стандартных условиях (0°C и 1 атм) 1 моль газа занимает 22,4 литра. \[ n(O_2) = \frac{33,6 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 1,5 \, \text{моля} \]
Находим количество натриевой селитры, необходимое для получения кислорода: Если 2 моля NaNO₃ дают 1 моль O₂, то для получения 1,5 моля O₂ потребуется: \[ n(NaNO_3) = 2 \, \times \, 1,5 = 3 \, \text{моля} \]
Вычисляем массу натриевой селитры: Молярная масса NaNO₃ составляет: \[ \text{M(NaNO}_3) = 23 \, (\text{Na}) + 14 \, (\text{N}) + 3 \times 16 \, (\text{O}) = 85 \, \text{г/моль} \] Следовательно, масса натриевой селитры, необходимая для 3 молей, составит: \[ m(NaNO_3) = 3 \, \text{моля} \times 85 \, \text{г/моль} = 255 \, \text{г} \]
Наконец, находим массу примесей: У нас есть 400 г натриевой селитры, из которых использовано 255 г. Следовательно, масса примесей равна: \[ m(\text{примеси}) = 400 \, \text{г} - 255 \, \text{г} = 145 \, \text{г} \]
Теперь вычислим массовую долю примесей: \[ w(\text{примеси}) = \frac{m(\text{примеси})}{m(\text{всего})} \times 100\% = \frac{145 \, \text{г}}{400 \, \text{г}} \times 100\% = 36,25\% \]
Таким образом, массовая доля примесей в натриевой селитре составляет 36,25%.