Чтобы решить эту задачу, давайте сначала определим, что такое гашеная известь и как она взаимодействует с хлоридом аммония.
Гашеная известь — это гидроксид кальция (Ca(OH)₂). Когда она вступает в реакцию с хлоридом аммония (NH₄Cl), происходит обменная реакция, в результате которой образуется аммиак (NH₃), вода (H₂O) и хлорид кальция (CaCl₂).
Уравнение реакции:
[ Ca(OH)_2 + 2 NH_4Cl \rightarrow CaCl_2 + 2 NH_3 + 2 H_2O ]
Шаг 1: Определим, сколько гашеной извести участвует в реакции
У нас есть 80 кг гашеной извести, содержащей 5% примесей. Это значит, что чистой гашеной извести в смеси:
[ \text{Чистая гашеная известь} = 80 , \text{кг} \times (1 - 0.05) = 80 , \text{кг} \times 0.95 = 76 , \text{кг} ]
Шаг 2: Переведем массу чистой гашеной извести в молекулы
Молярная масса (Ca(OH)_2):
- Ca: 40 г/моль
- O: 16 г/моль (2 атома — 32 г)
- H: 1 г/моль (2 атома — 2 г)
Сумма:
[ M_{Ca(OH)_2} = 40 + 32 + 2 = 74 , \text{г/моль} ]
Теперь переведем граммы в моле:
[ n_{Ca(OH)_2} = \frac{76000 , \text{г}}{74 , \text{г/моль}} \approx 1027.03 , \text{моль} ]
Шаг 3: Определим количество образующегося аммиака
Согласно уравнению реакции, на 1 моль (Ca(OH)2) образуется 2 моля (NH_3). Поэтому:
[ n{NH_3} = 2 \times n_{Ca(OH)_2} \approx 2 \times 1027.03 , \text{моль} \approx 2054.06 , \text{моль} ]
Шаг 4: Переведем количество аммиака в объем при нормальных условиях
Объем одного моля газа при нормальных условиях (0°C, 1 атм) составляет 22.4 литра.
Следовательно, объем аммиака:
[ V_{NH_3} = n_{NH_3} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 2054.06 , \text{моль} \times 22.4 , \text{л/моль} \approx 46009.75 , \text{л} ]
Итог
Таким образом, объем аммиака, образующегося при взаимодействии 80 кг гашеной извести с избытком хлорида аммония, составляет примерно 46010 литров.
