Определите массовую долю примесей в техническом образце карбоната магния массой 420 г если известно что при взаимодействии с избытком азотной кислоты образовалось 89,6 л…

Дано:

• Масса технического образца MgCO₃: m_образца = 420 г
• Объем выделенного CO₂: V_CO₂ = 89,6 л
• Взаимодействие происходит с избытком HNO₃, продукт — CO₂

Задача: определить массовую долю примесей в образце MgCO₃.

Шаг 1. Определение количества вещества CO₂

Используем уравнение и закон Авогадра:

\[ n_{CO₂} = \frac{V_{CO₂}}{V_m} \]

где \(V_m = 22,4\) л/моль — молярный объем газа при н.у.

\[ n_{CO₂} = \frac{89,6}{22,4} = 4,0\, \text{моль} \]

Шаг 2. Связь CO₂ с MgCO₃

Молекулярная формула MgCO₃:

\[ MgCO_3 \to MgO + CO_2 \]

одна молекула MgCO₃ дает 1 моль CO₂.

Следовательно:

\[ n_{MgCO_3} = 4,0\, \text{моль} \]

Шаг 3. Расчет массы MgCO₃, участвующего в реакции

Молярная масса MgCO₃:

\[ M_{MgCO_3} = 24,3 + 12 + (3 \times 16) = 24,3 + 12 + 48 = 84,3\, \text{г/моль} \]

Масса MgCO₃, участвующего в реакции:

\[ m_{MgCO_3\,факт}} = n_{MgCO_3} \times M_{MgCO_3} = 4,0 \times 84,3 = 337,2\, \text{г} \]

Шаг 4. Определение примесей

Масса образца — 420 г. Масса реакции — 337,2 г, значит, масса примесей:

\[ m_{примесей} = 420 - 337,2 = 82,8\, \text{г} \]

Шаг 5. Массовая доля примесей

\[ w_{примесей} = \frac{m_{примесей}}{m\,образца} \times 100\% = \frac{82,8}{420} \times 100\% \approx 19,71\% \]

Ответ:

Массовая доля примесей в техническом образце MgCO₃ составляет примерно 19,7%.