Для решения задачи сначала нужно рассчитать массу азотной кислоты, содержащейся в растворе, а затем определить, сколько нитроэтана можно получить в результате реакции.
Определение массы раствора: Масса раствора = объем раствора × плотность раствора
Масса раствора = 120 мл × 1,63 г/мл = 195,6 г
Определение массы азотной кислоты: Масса азотной кислоты = масса раствора × процентное содержание
Масса HNO₃ = 195,6 г × 0,92 = 180,672 г
Определение мольной массы азотной кислоты (HNO₃): Мольная масса HNO₃ = 1 (H) + 14 (N) + 3 × 16 (O) = 63 г/моль
Количество молей HNO₃ = масса HNO₃ / мольная масса HNO₃
Количество молей HNO₃ = 180,672 г / 63 г/моль ≈ 2,867 моль
Соотношение реакции: Реакция нитрования этана выглядит так: \[ C_2H_6 + HNO_3 \rightarrow C_2H_5NO_2 + H_2O \] Из уравнения видно, что на 1 моль этана (C₂H₆) требуется 1 моль азотной кислоты (HNO₃), чтобы получить 1 моль нитроэтана (C₂H₅NO₂).
Таким образом, количество полученного нитроэтана будет равным количеству молей азотной кислоты: Количество нитроэтана = количество молей HNO₃ ≈ 2,867 моль.
Определение массы нитроэтана (C₂H₅NO₂): Мольная масса C₂H₅NO₂ = 2 × 12 (C) + 5 × 1 (H) + 14 (N) + 2 × 16 (O) = 75 г/моль
Масса нитроэтана = количество молей × мольная масса
Масса нитроэтана = 2,867 моль × 75 г/моль = 215,025 г
Таким образом, из 120 мл 92% раствора азотной кислоты можно получить приблизительно 215 г нитроэтана.