В результате реакции обмена получили 46.6 г сульфата бария. Какая масса реагентов нитрата бария Ba(NO3)2 и сульфата алюминия Al2(SO4)3 потребуеться для этого?
Чтобы решить задачу, сначала необходимо записать уравнение реакции обмена между нитратом бария (Ba(NO₃)₂) и сульфатом алюминия (Al₂(SO₄)₃), которая приводит к образованию сульфата бария (BaSO₄) и нитрату алюминия (Al(NO₃)₃).
Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ 3Ba(NO_3)_2 + Al_2(SO_4)_3 \rightarrow 3BaSO_4 + 2Al(NO_3)_3 \]
Теперь необходимо определить, сколько молей сульфата бария образуется из 46.6 г.
Определим молярную массу сульфата бария (BaSO₄):
- Ba: 137.33 г/моль
- S: 32.07 г/моль
- O (4 атома): 4 × 16.00 г/моль = 64.00 г/моль
Молярная масса BaSO₄: \[ 137.33 + 32.07 + 64.00 = 233.40 \text{ г/моль} \]
Найдём количество молей сульфата бария в 46.6 г: \[ n(BaSO_4) = \frac{46.6 \text{ г}}{233.40 \text{ г/моль}} \approx 0.199 \text{ моль} \]
По уравнению реакции, из 3 молей Ba(NO₃)₂ и 1 моля Al₂(SO₄)₃ получается 3 моля BaSO₄. Таким образом:
- Для образования 0.199 моль BaSO₄ требуется: \[ n(Ba(NO_3)_2) = 0.199 \text{ моль} \quad (так как 1 \text{ моль } BaSO_4 требует 1 \text{ моль } Ba(NO_3)_2) \] \[ n(Al_2(SO_4)_3) = \frac{0.199}{3} \approx 0.0663 \text{ моль} \]
Теперь найдём массу нужных реагентов:
Молярная масса нитрата бария (Ba(NO₃)₂):
- Ba: 137.33 г/моль
- N (2 атома): 2 × 14.01 г/моль = 28.02 г/моль
- O (6 атомов): 6 × 16.00 г/моль = 96.00 г/моль
Молярная масса Ba(NO₃)₂: \[ 137.33 + 28.02 + 96.00 = 261.35 \text{ г/моль} \]
Масса Ba(NO₃)₂: \[ m(Ba(NO_3)_2) = n(Ba(NO_3)_2) \times M(Ba(NO_3)_2) = 0.199 \text{ моль} \times 261.35 \text{ г/моль} \approx 52.0 \text{ г} \]
Молярная масса сульфата алюминия (Al₂(SO₄)₃):
- Al (2 атома): 2 × 26.98 г/моль = 53.96 г/моль
- S (3 атома): 3 × 32.07 г/моль = 96.21 г/моль
- O (12 атомов): 12 × 16.00 г/моль = 192.00 г/моль
Молярная масса Al₂(SO₄)₃: \[ 53.96 + 96.21 + 192.00 = 342.17 \text{ г/моль} \]
Масса Al₂(SO₄)₃: \[ m(Al_2(SO_4)_3) = n(Al_2(SO_4)_3) \times M(Al_2(SO_4)_3) = 0.0663 \text{ моль} \times 342.17 \text{ г/моль} \approx 22.7 \text{ г} \]
В итоге, для получения 46.6 г сульфата бария потребуется примерно 52.0 г нитрата бария и 22.7 г сульфата алюминия.
