Для решения задачи давайте сначала определим реакцию, которая происходит между нитратом алюминия (Al(NO₃)₃) и гидроксидом натрия (NaOH).
Уравнение реакции будет следующим:
\[ \text{Al(NO}_3\text{)}_3 + 3 \text{NaOH} \rightarrow \text{Al(OH)}_3 \downarrow + 3 \text{NaNO}_3 \]
Это уравнение показывает, что один моль нитрата алюминия реагирует с тремя молями гидроксида натрия, образуя осадок гидроксида алюминия (Al(OH)₃) и нитрат натрия (NaNO₃).
Теперь найдем количество вещества (в моль) каждого из реагентов:
Нитрат алюминия (Al(NO₃)₃):
Молярная масса Al(NO₃)₃:
- Al: 26,98 г/моль
- N: 14,01 г/моль (в 3 раз)
- O: 16,00 г/моль (в 9 раз)
Общая молярная масса: \[ 26,98 + (3 \times 14,01) + (9 \times 16,00) = 26,98 + 42,03 + 144 = 212,01 \text{ г/моль} \]
Количество вещества (n) нитрата алюминия: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{42,6 \text{ г}}{212,01 \text{ г/моль}} \approx 0,201 \text{ моль} \]
Гидрооксид натрия (NaOH):
Молярная масса NaOH:
- Na: 23,00 г/моль
- O: 16,00 г/моль
- H: 1,01 г/моль
Общая молярная масса: \[ 23,00 + 16,00 + 1,01 = 40,01 \text{ г/моль} \]
Количество вещества (n) гидроксида натрия: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{16 \text{ г}}{40,01 \text{ г/моль}} \approx 0,400 \text{ моль} \]
Теперь определяем, какой из реагентов является лимитирующим. По уравнению реакции, нам нужно 1 моль Al(NO₃)₃ на 3 моль NaOH. Мы имеем:
- 0,201 моль Al(NO₃)₃ требует \(3 \times 0,201 \approx 0,603\) моль NaOH.
- У нас только 0,400 моль NaOH.
Таким образом, NaOH является лимитирующим реагентом.
Теперь находим, сколько гидроксида натрия потребуется на 0,201 моль нитрата алюминия, чтобы реагировать:
- Для 0,400 моль NaOH:
- Образуется \( \frac{0,400}{3} \approx 0,1333 \) моль Al(OH)₃.
Теперь найдем массу образующегося осадка Al(OH)₃.
Молярная масса Al(OH)₃:
- Al: 26,98 г/моль
- O: 16,00 г/моль (в 3 раз)
- H: 1,01 г/моль (в 3 раз)
Общая молярная масса: \[ 26,98 + (3 \times 16,00) + (3 \times 1,01) = 26,98 + 48,00 + 3,03 = 78,01 \text{ г/моль} \]
Теперь рассчитаем массу осадка: \[ m = n \times M = 0,1333 \text{ моль} \times 78,01 \text{ г/моль} \approx 10,4 \text{ г} \]
Итак, масса образующегося осадка Al(OH)₃ составляет примерно 10,4 грамма.
