Чтобы решить задачу, сначала нужно понять, какие химические реакции происходят, а также как определить количество соляной кислоты, необходимое для реакции с пигментом.
Шаг 1: Определим массу оксида железа (Fe2O3) в сурике
Вы знаете, что в 10 г сухого железного сурика содержится около 63% оксида железа (III) (Fe2O3).
[
\text{Масса Fe2O3} = 10, \text{г} \times 0.63 = 6.3, \text{г}
]
Шаг 2: Напишем уравнение реакции
Соляная кислота (HCl) реагирует с оксидом железа (III) по следующему уравнению:
[
\text{Fe}_2\text{O}_3 + 6, \text{HCl} \rightarrow 2, \text{FeCl}_3 + 3, \text{H}_2\text{O}
]
Это уравнение показывает, что на 1 моль Fe2O3 требуется 6 молей HCl.
Шаг 3: Найдем количество молей Fe2O3
Следующий шаг - определить количество молей Fe2O3 в 6.3 г. Для этого нужно знать молярную массу Fe2O3.
- Молярная масса Fe: 55.85 г/моль
- Молярная масса O: 16.00 г/моль
[
\text{Молярная масса Fe2O3} = 2 \times 55.85 + 3 \times 16.00 = 159.7, \text{г/моль}
]
Теперь можно найти количество молей Fe2O3:
[
n(\text{Fe}_2\text{O}_3) = \frac{\text{масса}}{\text{молярная масса}} = \frac{6.3, \text{г}}{159.7, \text{г/моль}} \approx 0.0394, \text{моль}
]
Шаг 4: Определим количество нужной соляной кислоты
Так как на 1 моль Fe2O3 требуется 6 молей HCl, то для 0.0394 моль Fe2O3 потребуется:
[
n(\text{HCl}) = 0.0394, \text{моль} \times 6 \approx 0.2364, \text{моль}
]
Шаг 5: Переведем моли HCl в массу
Чтобы найти массу HCl, используем её молярную массу (HCl = 1.01 + 35.45 = 36.46 г/моль):
[
\text{Масса HCl} = n(\text{HCl}) \times \text{молярная масса} = 0.2364, \text{моль} \times 36.46, \text{г/моль} \approx 8.63, \text{г}
]
Шаг 6: Определим, сколько 10%-ной соляной кислоты потребуется
10%-я соляная кислота значит, что в 100 г раствора содержится 10 г HCl. Для определения необходимого объема 10%-ной кислоты, используем следующую пропорцию:
Если 10 г HCl содержится в 100 г раствора, то 8.63 г HCl содержится в:
[
\text{масса раствора} = \frac{100, \text{г}}{10, \text{г}} \times 8.63, \text{г} = 86.3, \text{г}
]
Таким образом, вам потребуется 86.3 грамма 10%-ной соляной кислоты, чтобы прореагировать с пигментом, содержащимся в 10 г сурика.
