Для решения задачи нам следует понять, какие реакции происходят, и как можно вычислить массу необходимого реагента.
Шаг 1: Запишите уравнение реакции.
Гидроксид бария (Ba(OH)₂) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) по следующему уравнению:
\[ \text{Ba(OH)}_2 + 2 \text{HNO}_3 \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + 2 \text{H}_2\text{O} \]
Из данного уравнения видно, что на 1 моль гидроксида бария (Ba(OH)₂) требуется 2 моль азотной кислоты (HNO₃).
Шаг 2: Найдите количество вещества (моль) азотной кислоты.
Чтобы рассчитать количество вещества, используем формулу:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где:
- \( n \) — количество вещества (моль),
- \( m \) — масса (граммы),
- \( M \) — молярная масса (граммы на моль).
Шаг 2.1: Рассчитаем молярную массу HNO₃.
- Молярная масса HNO₃:
- H: 1 г/моль,
- N: 14 г/моль,
- O: 16 г/моль (с 3 атомами кислорода — 16 x 3 = 48 г/моль).
Таким образом: \[ M_{\text{HNO}_3} = 1 + 14 + 48 = 63 \text{ г/моль} \]
Шаг 2.2: Найдем количество вещества HNO₃ для каждой массы.
Для 6 г HNO₃: \[ n_{\text{HNO}_3} = \frac{6 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.0952 \text{ моль} \]
Для 3 г HNO₃: \[ n_{\text{HNO}_3} = \frac{3 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.0476 \text{ моль} \]
Шаг 3: Найдите количество вещества Ba(OH)₂.
По уравнению реакции, на 2 моль HNO₃ требуется 1 моль Ba(OH)₂. Поэтому:
Шаг 3.1: Для 6 г HNO₃: \[ n_{\text{Ba(OH)}_2} = \frac{0.0952 \text{ моль}}{2} \approx 0.0476 \text{ моль} \]
Шаг 3.2: Для 3 г HNO₃: \[ n_{\text{Ba(OH)}_2} = \frac{0.0476 \text{ моль}}{2} \approx 0.0238 \text{ моль} \]
Шаг 4: Рассчитайте массу гидроксида бария.
Шаг 4.1: Найдите молярную массу Ba(OH)₂.
- Молярная масса Ba(OH)₂:
- Ba: 137 г/моль,
- O: 16 г/моль (с 2 атомами кислорода — 16 x 2 = 32 г/моль),
- H: 1 г/моль (с 2 атомами водорода — 1 x 2 = 2 г/моль).
Таким образом: \[ M_{\text{Ba(OH)}_2} = 137 + 32 + 2 = 171 \text{ г/моль} \]
Шаг 4.2: Рассчитайте массу Ba(OH)₂ для каждой ситуации.
Для 6 г HNO₃: \[ m_{\text{Ba(OH)}_2} = n_{\text{Ba(OH)}_2} \times M_{\text{Ba(OH)}_2} = 0.0476 \text{ моль} \times 171 \text{ г/моль} \approx 8.138 \text{ г} \]
Для 3 г HNO₃: \[ m_{\text{Ba(OH)}_2} = n_{\text{Ba(OH)}_2} \times M_{\text{Ba(OH)}_2} = 0.0238 \text{ моль} \times 171 \text{ г/моль} \approx 4.066 \text{ г} \]
Итог:
- Для 6 г HNO₃ требуется примерно 8.14 г Ba(OH)₂.
- Для 3 г HNO₃ требуется примерно 4.07 г Ba(OH)₂.
Таким образом, мы определили массу гидроксида бария, необходимую для реакции с указанными массами азотной кислоты.