Чтобы рассчитать массовую долю азотной кислоты (HNO₃) в растворе, давайте сначала поймем, как связаны все составляющие задачи.
Шаг 1: Определение данных задачи
- Масса раствора (mᵣ) = 200 г
- Масса гидроксида натрия (NaOH) = 4 г
Шаг 2: Реакция между HNO₃ и NaOH
Азотная кислота реагирует с гидроксидом натрия по схеме:
[ \text{HNO}_3 + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaNO}_3 + \text{H}_2\text{O} ]
Из уравнения реакции видно, что 1 моль HNO₃ реагирует с 1 моль NaOH.
Шаг 3: Вычисление количества вещества NaOH
Рассчитаем количество вещества (количество молей) гидроксида натрия:
Молярная масса NaOH:
- Na: 23 г/моль
- O: 16 г/моль
- H: 1 г/моль
Молярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Теперь рассчитаем количество молей NaOH:
[
n_{\text{NaOH}} = \frac{m_{\text{NaOH}}}{M_{\text{NaOH}}} = \frac{4 \text{ г}}{40 \text{ г/моль}} = 0.1 \text{ моль}
]
Шаг 4: Расчет количества вещества HNO₃
Так как для реакции требуется равное количество молей HNO₃ и NaOH, следовательно, количество молей HNO₃ также будет:
[
n_{\text{HNO}3} = n{\text{NaOH}} = 0.1 \text{ моль}
]
Шаг 5: Вычисление массы HNO₃
Теперь найдем массу HNO₃, используя молярную массу HNO₃:
- H: 1 г/моль
- N: 14 г/моль
- O: 16 г/моль (умножаем на 3)
Молярная масса HNO₃:
[
M_{\text{HNO}_3} = 1 + 14 + (16 \times 3) = 63 \text{ г/моль}
]
Теперь рассчитаем массу HNO₃:
[
m_{\text{HNO}3} = n{\text{HNO}3} \times M{\text{HNO}_3} = 0.1 \text{ моль} \times 63 \text{ г/моль} = 6.3 \text{ г}
]
Шаг 6: Расчет массовой доли HNO₃ в растворе
Теперь можем найти массовую долю HNO₃ в растворе:
[
\text{Массовая доля} = \frac{m_{\text{HNO}3}}{m{\text{раствора}}} \times 100%
]
[
\text{Массовая доля} = \frac{6.3 \text{ г}}{200 \text{ г}} \times 100% = 3.15%
]
Ответ
Массовая доля азотной кислоты в растворе составляет 3.15%.
