Какое количество вещества аммиака получится при действии избытка раствора гидроксида натрия на 500 г сульфата аммония, если выход в данной реакции 70%? с дано

Для решения задачи о получении аммиака из сульфата аммония в реакции с гидроксидом натрия, нам нужно сначала записать уравнение реакции и выполнить необходимые расчеты.

Шаг 1: Записываем уравнение реакции

Сульфат аммония (\( \text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 \)) реагирует с гидроксидом натрия (\( \text{NaOH} \)), образуя аммиак (\( \text{NH}_3 \)), воду (\( \text{H}_2\text{O} \)) и сульфат натрия (\( \text{Na}_2\text{SO}_4 \)). Уравнение реакции можно записать следующим образом:

\[ \text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 + 2 \text{NaOH} \rightarrow 2 \text{NH}_3 + \text{Na}_2\text{SO}_4 + 2 \text{H}_2\text{O} \]

Шаг 2: Рассчитываем количество вещества сульфата аммония

Для того чтобы найти количество вещества сульфата аммония, нам нужно воспользоваться формулой:

\[ n = \frac{m}{M} \]

где:

• \( n \) — количество вещества (в молях),
• \( m \) — масса вещества (в граммах),
• \( M \) — молярная масса вещества (в г/моль).

Молярная масса сульфата аммония (\( \text{(NH}_4)_2\text{SO}_4 \)):

• Азот: \( 14 \, \text{г/моль} \) × 2 = \( 28 \, \text{г/моль} \)
• Водород: \( 1 \, \text{г/моль} \) × 8 = \( 8 \, \text{г/моль} \)
• Сера: \( 32 \, \text{г/моль} \)
• Кислород: \( 16 \, \text{г/моль} \) × 4 = \( 64 \, \text{г/моль} \)

Теперь сложим все это:

\[ M = 28 + 8 + 32 + 64 = 132 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем количество вещества сульфата аммония в 500 г:

\[ n_{\text{(NH}_4)_2\text{SO}_4} = \frac{500 \, \text{г}}{132 \, \text{г/моль}} \approx 3.79 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Находим количество образовавшегося аммиака

Согласно уравнению реакции, из 1 моль сульфата аммония образуются 2 моля аммиака. Таким образом, количество образовавшегося аммиака будет:

\[ n_{\text{NH}_3} = 2 \times n_{\text{(NH}_4)_2\text{SO}_4} = 2 \times 3.79 \approx 7.58 \, \text{моль} \]

Шаг 4: Учитываем выход Reaction

Поскольку выход реакции составляет 70%, количество фактически образовавшегося аммиака равняется:

\[ n_{\text{NH}_3 \text{ фактически}} = 7.58 \, \text{моль} \times 0.7 \approx 5.306 \, \text{моль} \]

Шаг 5: Находим массу полученного аммиака

Молярная масса аммиака (\( \text{NH}_3 \)) равна:

\[ M_{\text{NH}_3} = 14 \, \text{г/моль} + 3 \, \text{г/моль} = 17 \, \text{г/моль} \]

Теперь найдем массу полученного аммиака:

\[ m_{\text{NH}_3} = n_{\text{NH}_3 \text{ фактически}} \times M_{\text{NH}_3 = 5.306 \, \text{моль} \times 17 \, \text{г/моль} \approx 90.20 \, \text{г} \]

Ответ

При действии избытка раствора гидроксида натрия на 500 г сульфата аммония, при выходе реакции 70%, получится примерно 90.20 г аммиака.