Чтобы рассчитать количество исходных веществ, необходимых для получения сульфида свинца (PbS) из нитрата свинца (Pb(NO₃)₂) и сероводородной кислоты (H₂S), нам нужно сначала записать уравнение реакции:
\[ \text{Pb(NO}_3\text{)}_2 + \text{H}_2\text{S} \rightarrow \text{PbS} + 2\text{HNO}_3 \]
Выясним молекулярную массу PbS:
- Массa свинца (Pb) ≈ 207 г/моль
- Массa серы (S) ≈ 32 г/моль
- Общая масса PbS ≈ 207 + 32 = 239 г/моль
Найдём, сколько моль PbS нам нужно для 30 г: \[ n_{\text{PbS}} = \frac{m_{\text{PbS}}}{M_{\text{PbS}}} = \frac{30 \text{ г}}{239 \text{ г/моль}} \approx 0.1255 \text{ моль} \]
Определим количество моль нитрата свинца (Pb(NO₃)₂): Исходя из уравнения реакции, на 1 моль PbS требуется 1 моль Pb(NO₃)₂, значит нам нужно: \[ n_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{PbS}} \approx 0.1255 \text{ моль} \]
Рассчитаем массу нитрата свинца:
- Массa Pb(NO₃)₂ ≈ 207 + (14×2 + 16×6) = 207 + 28 + 96 = 331 г/моль \[ m_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} = n_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \times M_{\text{Pb(NO}_3\text{)}_2} \approx 0.1255 \text{ моль} \times 331 \text{ г/моль} \approx 41.55 \text{ г} \]
Теперь найдем количество сероводородной кислоты (H₂S): Каждый моль сульфида свинца требует 1 моль H₂S. То есть нам нужно 0.1255 моль H₂S.
Рассчитаем массу H₂S:
- Массa H₂S ≈ 2 + 32 = 34 г/моль \[ m_{\text{H}_2\text{S}} = n_{\text{H}_2\text{S}} \times M_{\text{H}_2\text{S}} \approx 0.1255 \text{ моль} \times 34 \text{ г/моль} \approx 4.27 \text{ г} \]
Теперь мы должны учитывать, что у нас 5%-я сероводородная кислота. Это означает, что в 100 г раствора содержится 5 г H₂S. Следовательно, нам нужно рассчитать массу 5%-ного раствора:
\[ m_{\text{раствора}} = \frac{m_{\text{H}_2\text{S}}}{0.05} = \frac{4.27 \text{ г}}{0.05} \approx 85.4 \text{ г} \]
Итоги:
- Нитрат свинца (Pb(NO₃)₂): примерно 41.55 г
- 5%-я сероводородная кислота (раствор H₂S): примерно 85.4 г
Эти количества необходимы для получения 30 г сульфида свинца.