Вычислите объем (н. у.) аммиака, который можно получить при взаимодействии сульфата аммония массой 33 г и гидроксида кальция массой 37 г. ​ реши

Для решения данной задачи будем использовать принципы стехиометрии. Начнем с написания уравнения реакции между сульфатом аммония \((NH_4)_2SO_4\) и гидроксидом кальция \(Ca(OH)_2\).

Уравнение реакции

Сначала определяем реагенты:

1. Сульфат аммония: \((NH_4)_2SO_4\)
2. Гидроксид кальция: \(Ca(OH)_2\)

Реакция протекает по следующему уравнению: \[ (NH_4)_2SO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NH_3 + CaSO_4 + 2H_2O \]

Определение молекулярных масс

Теперь найдем молекулярные массы реагентов:

1. \( (NH_4)_2SO_4 \):

   • \( N: 14 \times 2 = 28 \)
   • \( H: 1 \times 4 \times 2 = 8 \)
   • \( S: 32 \)
   • \( O: 16 \times 4 = 64 \)
   • Итого: \( 28 + 8 + 32 + 64 = 132 \, \text{г/моль} \)

2. \( Ca(OH)_2 \):

   • \( Ca: 40 \)
   • \( O: 16 \times 2 = 32 \)
   • \( H: 1 \times 2 = 2 \)
   • Итого: \( 40 + 32 + 2 = 74 \, \text{г/моль} \)

Определение количества вещества

Теперь определим, сколько моль каждого вещества у нас есть:

1. Для сульфата аммония: \[ n_{(NH_4)_2SO_4} = \frac{m}{M} = \frac{33 \, \text{г}}{132 \, \text{г/моль}} \approx 0.25 \, \text{моль} \]

2. Для гидроксида кальция: \[ n_{Ca(OH)_2} = \frac{m}{M} = \frac{37 \, \text{г}}{74 \, \text{г/моль}} \approx 0.5 \, \text{моль} \]

Стехиометрия реакции

Из уравнения реакции видно, что одна молекула сульфата аммония реагирует с одной молекулой гидроксида кальция для образования двух молекул аммиака \(NH_3\).

Согласно уравнению реакции можно сказать, что:

• 1 моль \((NH_4)_2SO_4\) дает 2 моля \(NH_3\).
• 1 моль \(Ca(OH)_2\) также реагирует с 1 молью \((NH_4)_2SO_4\).

Итак, реагент, который является лимитирующим, определяет количество образующегося аммиака. Мы имеем 0.25 моль \((NH_4)_2SO_4\) и 0.5 моль \(Ca(OH)_2\). Следовательно, лимитирующим реагентом является \((NH_4)_2SO_4\).

Объем аммиака

Теперь, рассчитываем объем образующегося аммиака:

• 0.25 моль \((NH_4)_2SO_4\) даст \(2 \times 0.25 = 0.5\) моль \(NH_3\).

Применим закон Авогадро, который гласит, что при нормальных условиях (н. у.), 1 моль газа занимает объем 22.4 литра.

Объем \(NH_3\): \[ V = n \times V_{m} = 0.5 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 11.2 \, \text{л} \]

Ответ

При взаимодействии сульфата аммония массой 33 г и гидроксида кальция массой 37 г, можно получить примерно 11.2 литров (н. у.) аммиака.