Для решения задачи, мы будем следовать шаг за шагом, начиная с уравнения реакции и основного расчета массовой доли соли в растворе.
Шаг 1: Напишем уравнение реакции
Когда аммиак (NH₃) реагирует с серной кислотой (H₂SO₄), образуется сульфат аммония (NH₄)₂SO₄. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[
2 , NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4
]
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества аммиака
Чтобы узнать, сколько вещества аммиака (NH₃) мы имеем, будем использовать условия.normal' (н.у.):
- Объем аммиака: 5,6 л.
- При нормальных условиях (н.у.): 1 моль газа занимает объем 22,4 л.
Используем это для нахождения количества вещества (n) аммиака:
[
n(NH_3) = \frac{V}{V_m} = \frac{5.6 , \text{л}}{22.4 , \text{л/моль}} = 0.25 , \text{моль}
]
Шаг 3: Находим количество вещества сульфата аммония
Из уравнения реакции видно, что 2 моля NH₃ реагируют с 1 молью H₂SO₄, чтобы образовать 1 моль (NH₄)₂SO₄. Следовательно, 0.25 моль NH₃, согласно стехиометрии реакции, даст:
[
n((NH_4)_2SO_4) = \frac{0.25 , \text{моль}}{2} = 0.125 , \text{моль}
]
Шаг 4: Рассчитаем массу сульфата аммония
Теперь найдём массу полученного сульфата аммония:
- Молярная масса (NH₄)₂SO₄:
- (N: 14 , \text{г/моль} \times 2 = 28 , \text{г/моль})
- (H: 1 , \text{г/моль} \times 8 = 8 , \text{г/моль})
- (S: 32 , \text{г/моль} \times 1 = 32 , \text{г/моль})
- (O: 16 , \text{г/моль} \times 4 = 64 , \text{г/моль})
Суммируем:
[
M((NH_4)_2SO_4) = 28 + 8 + 32 + 64 = 132 , \text{г/моль}
]
Теперь найдем массу сульфата аммония:
[
m((NH_4)_2SO_4) = n \cdot M = 0.125 , \text{моль} \times 132 , \text{г/моль} = 16.5 , \text{г}
]
Шаг 5: Найдем массовую долю соли в растворе
Масса всего раствора (включая соль и растворитель) составляет 825 г. Массовая доля соли рассчитывается по формуле:
[
\text{массовая доля соли} = \frac{m_{\text{соли}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100%
]
Подставляем значения:
[
\text{массовая доля соли} = \frac{16.5 , \text{г}}{825 , \text{г}} \times 100% \approx 2 %
]
Ответ
Итак, массовая доля сульфата аммония в полученном растворе составляет примерно 2%.
