Задача После пропускания 11,2 л (н. у.) аммиака через 10%-ный раствор серной кислоты получили раствор средней соли. Определите массу исходного раствора серной кислоты.
Для решения данной задачи начнем с уравнения реакции между аммиаком (NH₃) и серной кислотой (H₂SO₄):
\[ \text{H}_2\text{SO}_4 + 2\,\text{NH}_3 \rightarrow \text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 \]
Согласно уравнению на 1 моль серной кислоты реагирует 2 моля аммиака, в результате чего образуется сульфат аммония \((NH₄)_2SO₄\).
Теперь нам нужно узнать количество вещества аммиака, который мы пропустили.
- Определим количество вещества аммиака:
Объем аммиака \(V = 11.2 \, \text{л}\) (н.у.). При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает 22.4 л.
Количество вещества \(n\) аммиака можно вычислить по формуле:
\[ n = \frac{V}{22.4} = \frac{11.2}{22.4} = 0.5 \, \text{моль} \]
- Определим количество серной кислоты:
Согласно уравнению реакции, на 1 моль \(\text{H}_2\text{SO}_4\) нужно 2 моль \(\text{NH}_3\). Значит, для 0.5 моль \(\text{NH}_3\) потребуется:
\[ n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{0.5}{2} = 0.25 \, \text{моль} \]
- Определим массу серной кислоты:
Молярная масса серной кислоты \(\text{H}_2\text{SO}_4\):
\[ M(\text{H}_2\text{SO}_4) = 2 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 98 \, \text{г/моль} \]
Необходимая масса серной кислоты:
\[ m(\text{H}_2\text{SO}_4) = n \times M = 0.25 \times 98 = 24.5 \, \text{г} \]
- Определим массу 10%-ного раствора серной кислоты:
Если 10% раствор серной кислоты содержит 10 г серной кислоты в 100 г раствора, то 24.5 г серной кислоты будут содержаться в растворе:
\[ m_\text{раствора} = \frac{24.5 \, \text{г}}{0.1} = 245 \, \text{г} \]
Таким образом, масса исходного 10%-ного раствора серной кислоты составляет 245 г.
