При окислении 400 г водного раствора муравьиной кислоты аммиачным раствором оксида серебра образовалась 8,64 г осадка. Вычисли массовую долю кислоты в исходном растворе.
Давайте по шагам решим задачу.
Дано:
- Масса исходного раствора муравьиной кислоты (HCOOH): m_раствора = 400 г
- Масса осадка (серебряного муравьината, AgHCOO): m_осадка = 8,64 г
- Водный раствор муравьиной кислоты реагирует с аммиачным раствором оксида серебра (Ag₂O).
Задача: найти массовую долю кислоты в исходном растворе.
Шаг 1: Записать реакцию
При реакции муравьиной кислоты с оксидом серебра образуется серебряный муравьина (AgHCOO) и вода:
\[ \text{HCOOH} + \text{Ag}_2\text{O} \rightarrow 2\, \text{AgHCOO} + \text{H}_2\text{O} \]
Однако, более точно при реакции:
\[ 2\, \text{HCOOH} + \text{Ag}_2\text{O} \rightarrow 2\, \text{AgHCOO} + \text{H}_2\text{O} \]
Из соотношения реакции можно понять:
- 2 моля муравьиной кислоты реагируют с 1 молью оксида серебра, образуя 2 моля осадка AgHCOO.
Шаг 2: Определить массу одного моля осадка
Молярная масса AgHCOO:
- Ag: 107,87 г/моль
- H: 1,008 г/моль
- C: 12,01 г/моль
- O: 16,00 г/моль
\[ \text{ММ} = 107,87 + 1,008 + 12,01 + 16,00 \times 2 = 107,87 + 1,008 + 12,01 + 32,00 = 152,888\, \text{г/моль} \]
При округлении: 152,89 г/моль.
Шаг 3: Определить количество молей осадка
\[ n_{\text{AgHCOO}} = \frac{m_{\text{осадка}}}{\text{ММ}} = \frac{8,64\, \text{г}}{152,89\, \text{г/моль}} \approx 0,0566\, \text{моль} \]
Шаг 4: Определить сколько молей муравьиной кислоты было в исходном растворе
По реакции из 2 молей муравьиной кислоты образуется 2 моли осадка, т.е.:
\[ \text{Соотношение:}\quad 2\, \text{HCOOH} : 2\, \text{AgHCOO} \]
Значит, 2 моля муравьиной кислоты отвечают за 2 моля осадка:
\[ n_{\text{HCOOH}} = n_{\text{AgHCOO}} = 0,0566\, \text{моль} \]
Шаг 5: Найти массу муравьиной кислоты
Молярная масса HCOOH:
\[ \text{ММ} = 1,008 + 12,01 + 16,00 \times 2 = 1,008 + 12,01 + 32,00 = 45,018\, \text{г/моль} \]
Масса муравьиной кислоты в исходном растворе:
\[ m_{\text{HCOOH}} = n \times \text{ММ} = 0,0566 \times 45,02 \approx 2,55\, \text{г} \]
Шаг 6: Вычислить массовую долю кислоты в растворе
Массовая доля (в процентах):
\[ \omega = \frac{m_{\text{HCOOH}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% = \frac{2,55}{400} \times 100\% \approx 0,6375\% \]
Итог:
Массовая доля муравьиной кислоты в исходном растворе составляет примерно 0,64%.
