Определите массовую долю нитрата калия в растворе, полученном при смешении 320 г 10%-ного раствора нитрата аммония и раствора гидроксида калия, если масса конечного раствора стала…
Определите массовую долю нитрата калия в растворе, полученном при смешении 320 г 10%-ного раствора нитрата аммония и раствора гидроксида калия, если масса конечного раствора стала равной 544 г. Запишите число с точностью до сотых
Давайте разберём задачу пошагово.
Задача:
У нас есть два раствора:
- 320 г 10%-ного раствора нитрата аммония (NH₄NO₃)
- Раствор гидроксида калия (KOH), который мы не знаем по массе и концентрации
После смешивания обеих жидкостей масса конечного раствора стала равной 544 г. Нужно найти массовую долю нитрата калия (KNO₃) в полученном растворе с точностью до сотых.
Шаг 1. Найти массу раствора гидроксида калия
Масса начальных растворов:
- Nитрат аммония: 320 г
- Общий итог: 544 г
Масса раствора гидроксида калия: \[ m_{KOH} = 544\,г - 320\,г = 224\,г \]
Шаг 2. Рассмотрим возможное взаимодействие веществ
Это классическая задача с обменной реакцией с осаждением KNO₃. В реакции нитрата аммония (NH₄NO₃) и гидроксида калия (KOH) часто образуется нитрат калия (KNO₃) и аммиак (NH₃) или вода, в зависимости от условий.
Но пусть, для упрощения, считается, что реакция идёт по схеме:
\[ \text{NH}_4\text{NO}_3 + \text{KOH} \rightarrow \text{KNO}_3 + \text{NH}_3 + \text{H}_2O \]
Обменники: аммоний и калий меняются местами, образуя KNO₃.
Шаг 3. Определим, сколько моль нитрата аммония было в исходном растворе
Масса нитрата аммония: 320 г
Молекулярная масса NH₄NO₃:
\[ \text{N} = 14, \text{H} = 1, \text{O} = 16 \] \[ \text{Молекулярная масса} = (14 + 4 \times 1) + (14 + 3 \times 16) = 14 + 4 + 14 + 48 = 80\,г/моль \]
Количество молей: \[ n_{NH_4NO_3} = \frac{320\,г}{80\,г/моль} = 4\,моль \]
Шаг 4. Определим, сколько молей KOH было добавлено
Обозначим массу KOH как \(m_{KOH} = 224\,г\)
Молекулярная масса KOH: \[ \text{K} = 39, \text{O} = 16, \text{H} = 1 \]
\[ \text{Молекулярная масса} = 39 + 16 + 1 = 56\,г/моль \]
Мольное количество: \[ n_{KOH} = \frac{224\,г}{56\,г/моль} = 4\,моль \]
Шаг 5. Анализ реакции
У нас есть 4 моль NH₄NO₃ и 4 моль KOH — их соотношение по молям равно 1:1.
Во избежание лишних сложностей предположим, что все NH₄NO₃ и KOH полностью прореагировали и образовали 4 моль KNO₃ (нитрат калия), а аммиак и вода вышли из системы в виде газа или остались в растворе.
Шаг 6. Масса образовавшегося KNO₃
Масса KNO₃: Молекулярная масса KNO₃: \[ 39 + 14 + (3 \times 16) = 101\,г/моль \]
Масса: \[ m_{KNO_3} = 4\,моль \times 101\,г/моль = 404\,г \]
Шаг 7. Итоговая концентрация KNO₃ в растворе
Объем раствора после реакции (по массе, предполагая, что плотность ≈ 1 г/мл, т.е. объем — приблизительно в миллилитрах, но нам важна масса):
Общая масса раствора: 544 г, а изначально было 320 г нитрата аммония, 224 г KOH, и все они полностью прореагировали с образованием 404 г KNO₃ и возможным выделением газа.
- В растворе содержится 404 г KNO₃ (его масса).
- Общая масса раствора: 544 г.
Шаг 8. Находим массовую долю KNO₃
Массовая доля KNO₃: \[ w_{KNO_3} = \frac{m_{KNO_3}}{m_{раствора}} \times 100\% \]
\[ w_{KNO_3} = \frac{404\,г}{544\,г} \times 100\% \approx 74.26\% \]
Ответ:
Массовая доля нитрата калия в растворе составляет примерно 74,26%.
Если нужно точнее, с точностью до сотых: 74,26.
Если есть ещё уточнения или желания, я помогу!
