Для решения задачи начнем с определения реакций и компонентов, которые у нас есть.
Запишем уравнение реакции. В данном случае будет реакция между нитратом бария (Ba(NO₃)₂) и сульфатом натрия (Na₂SO₄). При взаимодействии этих веществ образуется нерастворимый сульфат бария (BaSO₄) и нитрат натрия (NaNO₃):
\[ Ba(NO₃)₂_{(aq)} + Na₂SO₄_{(aq)} \rightarrow BaSO₄_{(s)} + 2NaNO₃_{(aq)} \]
Посчитаем количество нитрата бария. Молярная масса Ba(NO₃)₂:
- Молярная масса Ba = 137,33 г/моль
- Молярная масса N = 14,01 г/моль (2 атома)
- Молярная масса O = 16,00 г/моль (6 атомов)
\[ M_{Ba(NO₃)₂} = 137,33 + 2 \times 14,01 + 6 \times 16,00 = 261,34 \text{ г/моль} \]
Теперь найдем количество вещества (моль) нитрата бария в 13,05 г:
\[ n_{Ba(NO₃)₂} = \frac{m}{M} = \frac{13,05 \text{ г}}{261,34 \text{ г/моль}} \approx 0,0500 \text{ моль} \]
Рассчитаем количество сульфата натрия. Мы знаем, что в растворе содержится 0,125 моль Na₂SO₄.
Определим лимитирующий реагент. По уравнению реакции: 1 моль Ba(NO₃)₂ реагирует с 1 моль Na₂SO₄. У нас есть 0,0500 моль Ba(NO₃)₂ и 0,125 моль Na₂SO₄. Следовательно, Ba(NO₃)₂ будет лимитирующим реагентом, так как его меньше.
Посчитаем, сколько BaSO₄ образуется. Поскольку мы использовали 0,0500 моль Ba(NO₃)₂, то:
\[ n_{BaSO₄} = n_{Ba(NO₃)₂} = 0,0500 \text{ моль} \]
Теперь найдем массу BaSO₄:
- Молярная масса BaSO₄:
- M_{BaSO₄} = 137,33 + 32,07 + 4 \times 16,00 = 233,39 г/моль
\[ m_{BaSO₄} = n_{BaSO₄} \times M_{BaSO₄} = 0,0500 \text{ моль} \times 233,39 \text{ г/моль} \approx 11,67 \text{ г} \]
- Молярная масса BaSO₄:
Подсчитаем массу остатка. Масса остатка – это сумма массы нерастворимого вещества (BaSO₄) и остального раствора. Мы не вычисляем массу остатков нитратов, так как они остаются в растворе.
Таким образом, масса остатка в виде нерастворимого вещества составляет приблизительно 11,67 г.