Для решения данной задачи мы начнем с уравнения реакции между аммиаком и азотной кислотой, а затем рассчитаем массовую долю нитрата аммония в полученном растворе.
1. Уравнение реакции
Аммиак (NH₃) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) с образованием нитрата аммония (NH₄NO₃) и воды. Уравнение реакции можно записать следующим образом:
[
\text{NH}_3 + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{NH}_4\text{NO}_3
]
2. Рассчитаем количество вещества аммиака
Для того чтобы рассчитать количество вещества, воспользуемся формулой:
[
n = \frac{V}{V_m}
]
где (n) — количество вещества, (V) — объём в литрах (33,6 л), а (V_m) — молярный объём газа (при н.у. 22,4 л/моль).
Подставим известные значения:
[
n = \frac{33,6 , \text{л}}{22,4 , \text{л/моль}} = 1,5 , \text{моль}
]
3. Рассчитаем массу нитрата аммония
Согласно уравнению реакции, на каждый моль аммиака образуется один моль нитрата аммония. Следовательно, образуется 1,5 моль NH₄NO₃.
Теперь найдем массу образовавшегося нитрата аммония. Для этого нужно знать его молярную массу:
- Молярная масса NH₄NO₃:
- N (Нитроген): 14 г/моль
- H (Водород): 1 г/моль × 4 = 4 г/моль
- O (Кислород): 16 г/моль × 3 = 48 г/моль
Суммируем:
[
\text{M(NH}_4\text{NO}_3) = 14 + 4 + 48 = 66 , \text{г/моль}
]
Теперь можем рассчитать массу образовавшегося нитрата аммония:
[
m = n \cdot M = 1,5 , \text{моль} \times 66 , \text{г/моль} = 99 , \text{г}
]
4. Рассчитаем массовую долю нитрата аммония в растворе
Массовая доля (ω) вещества в растворе рассчитывается по формуле:
[
\omega = \frac{m_{\text{вещество}}}{m_{\text{раствор}}} \times 100%
]
где:
- (m_{\text{вещество}} = 99 , \text{г}) — масса нитрата аммония,
- (m_{\text{раствор}} = 800 , \text{г}) — масса раствора.
Подставляем значения:
[
\omega = \frac{99 , \text{г}}{800 , \text{г}} \times 100% = 12,375%
]
С округлением до целого числа, получаем:
[
\omega \approx 12 %
]
5. Ответ
Массовая доля нитрата аммония в полученном растворе составляет 12%.
