Для решения данной задачи нам нужно сначала записать уравнение реакции между аммиаком (NH₃) и серной кислотой (H₂SO₄) с образованием аммоний-сульфата ((NH₄)₂SO₄). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
\[ 2 NH₃ + H₂SO₄ → (NH₄)₂SO₄ \]
Теперь определим количество вещества (моль) аммиака и серной кислоты, чтобы узнать, сколько аммоний-сульфата может образоваться.
Вычисляем количество вещества аммиака:
- Молярная масса NH₃ = 14 (N) + 3 × 1 (H) = 17 г/моль.
- Количество NH₃ в 3,4 граммах: \[ n = \frac{3,4 \text{ г}}{17 \text{ г/моль}} \approx 0,2 \text{ моль} \]
Вычисляем количество вещества серной кислоты:
- Молярная масса H₂SO₄ = 2 × 1 (H) + 32 (S) + 4 × 16 (O) = 98 г/моль.
- Количество H₂SO₄ в 10 граммах: \[ n = \frac{10 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 0,102 \text{ моль} \]
Определяем, какой реагент лимитирует реакцию:
- На реакцию требуется 2 моль NH₃ на 1 моль H₂SO₄. Для 0,102 моль H₂SO₄ необходимо: \[ 2 \times 0,102 \text{ моль} = 0,204 \text{ моль NH₃} \]
- У нас только 0,2 моль NH₃, следовательно, он является лимитирующим реагентом.
Находим количество образованного аммоний-сульфата:
- По уравнению, из 2 моль NH₃ образуется 1 моль (NH₄)₂SO₄, значит из 0,2 моль NH₃ получится: \[ \frac{0,2 \text{ моль NH₃}}{2} = 0,1 \text{ моль (NH₄)₂SO₄} \]
Вычисляем массу аммоний-сульфата:
- Молярная масса (NH₄)₂SO₄ = 2 × 14 (N) + 8 × 1 (H) + 32 (S) + 4 × 16 (O) = 132 г/моль.
- Масса (NH₄)₂SO₄: \[ m = 0,1 \text{ моль} \times 132 \text{ г/моль} = 13,2 \text{ г} \]
Таким образом, в результате реакции 3,4 грамма аммиака с 10 граммами серной кислоты образуется 13,2 грамма аммоний-сульфата.
