Для решения задачи о вычислении объёма аммиака, который можно получить при нагревании сульфата аммония с гидроксидом кальция, начнём с написания уравнения реакции.
Шаг 1: Уравнение реакции
Сульфат аммония (( (NH_4)_2SO_4 )) реагирует с гидроксидом кальция (( Ca(OH)_2 )), образуя аммиак (( NH_3 )), воду и сульфат кальция (( CaSO_4 )). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
(NH_4)_2SO_4 + Ca(OH)_2 \rightarrow 2NH_3 + CaSO_4 + 2H_2O
]
Шаг 2: Найдём количество вещества сульфата аммония
Для этого используем формулу:
[
n = \frac{m}{M}
]
где:
- ( n ) — количество вещества (моль),
- ( m ) — масса (г),
- ( M ) — молярная масса (г/моль).
Определим молярную массу ( (NH_4)_2SO_4 ):
- ( N = 14 , \text{г/моль} ),
- ( H = 1 , \text{г/моль} ),
- ( S = 32 , \text{г/моль} ),
- ( O = 16 , \text{г/моль} ).
Молярная масса ( (NH_4)_2SO_4 ):
[
M = 2 \times N + 8 \times H + S + 4 \times O = 2 \times 14 + 8 \times 1 + 32 + 4 \times 16 = 28 + 8 + 32 + 64 = 132 , \text{г/моль}
]
Теперь найдём количество вещества ( (NH_4)_2SO_4 ):
[
n = \frac{13.2 , \text{г}}{132 , \text{г/моль}} \approx 0.1 , \text{моль}
]
Шаг 3: Найдем количество образующегося аммиака
Согласно уравнению реакции, 1 моль сульфата аммония даёт 2 моля аммиака. Значит, 0.1 моль сульфата аммония даст:
[
n(NH_3) = 2 \times n((NH_4)_2SO_4) = 2 \times 0.1 = 0.2 , \text{моль}
]
Шаг 4: Вычислим объём аммиака при н.у.
При нормальных условиях (н.у.) 1 моль газа занимает объём 22.4 литра. Таким образом, объём аммиака, который можно получить:
[
V(NH_3) = n(NH_3) \times 22.4 , \text{л/моль} = 0.2 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} = 4.48 , \text{л}
]
Шаг 5: Учет выхода реакции
Так как выход аммиака составляет 90%, объём, который мы получим в реальных условиях:
[
V_{реальный} = V(NH_3) \times \frac{90}{100} = 4.48 , \text{л} \times 0.9 \approx 4.032 , \text{л}
]
Шаг 6: Округление
Записываем ответ с точностью до целых:
[
V_{реальный} \approx 4 , \text{л}
]
Ответ
Объём аммиака, полученный с выходом 90%, составляет примерно 4 литра.
