В результате реакции 54,4 кг гидроксида калия с азотной кислотой образовалось 60,6 кг калийной селитры. вычисли массовую долю выхода продукта от теоретически возможного (%)
Для решения задачи о массовой доле выхода продукта, давайте следовать пошаговому процессу:
Шаг 1: Определить уравнение реакции
Реакция между гидроксидом калия (KOH) и азотной кислотой (HNO₃) может быть представлена следующим уравнением:
\[ \text{KOH} + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{KNO}_3 + \text{H}_2\text{O} \]
Шаг 2: Вычислить молекулярные массы реактанта и продукта
Молярная масса KOH:
- K (калий) = 39,1 г/моль
- O (кислород) = 16,0 г/моль
- H (водород) = 1,0 г/моль
Молярная масса KOH = 39,1 + 16,0 + 1,0 = 56,1 г/моль
Молярная масса KNO₃:
- K (калий) = 39,1 г/моль
- N (азот) = 14,0 г/моль
- O (кислород) = 16,0 г/моль (3 моль)
Молярная масса KNO₃ = 39,1 + 14,0 + (16,0 × 3) = 39,1 + 14,0 + 48,0 = 101,1 г/моль
Шаг 3: Найти количество KOH и KNO₃
Найти количество KOH: \[ n_{\text{KOH}} = \frac{54,4 \, \text{кг}}{56,1 \, \text{г/моль}} = \frac{54400 \, \text{г}}{56,1} \approx 970,91 \, \text{моль} \]
Найти количество KNO₃: \[ n_{\text{KNO}_3} = \frac{60,6 \, \text{кг}}{101,1 \, \text{г/моль}} = \frac{60600 \, \text{г}}{101,1} \approx 600,69 \, \text{моль} \]
Шаг 4: Рассчитать теоретически возможный выход KNO₃
По уравнению реакции видно, что 1 моль KOH дает 1 моль KNO₃. Таким образом, теоретически возможный выход KNO₃ равен количеству KOH, которое мы использовали:
\[ n_{\text{KNO}_3, \text{теор}} = n_{\text{KOH}} \approx 970,91 \, \text{моль} \]
- Масса теоретически возможного KNO₃: \[ m_{\text{KNO}_3, \text{теор}} = n_{\text{KNO}_3, \text{теор}} \times M_{\text{KNO}_3} = 970,91 \, \text{моль} \times 101,1 \, \text{г/моль} \approx 98000 \, \text{г} = 98,0 \, \text{кг} \]
Шаг 5: Рассчитать массовую долю выхода продукта
Теперь можем вычислить массовую долю выхода KNO₃:
\[ \text{Массовая доля выхода} = \left( \frac{m_{\text{KNO}_3}}{m_{\text{KNO}_3, \text{теор}}} \right) \times 100\% \]
\[ \text{Массовая доля выхода} = \left( \frac{60,6 \, \text{кг}}{98,0 \, \text{кг}} \right) \times 100\% \approx 61,77\% \]
Ответ
Массовая доля выхода продукта от теоретически возможного составляет примерно 61,77%.
