Для получения удобрения - аммиачной селитры - аммиак пропускали через раствор азотной кислоты. После пропускания 33,6 л аммиака (объём измерен при н. у.) масса раствора стала…
Для получения удобрения - аммиачной селитры - аммиак пропускали через раствор азотной кислоты. После пропускания 33,6 л аммиака (объём измерен при н. у.) масса раствора стала равна 800 г Вычислите массовую долю нитрата аммония в полученном растворе. В ответе запишите уравнение реакции, о котором идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин. Ответ запишите в виде целого числа.
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%.
