Уравнения реакций:
1) 2NaNO₃ = 2NaNO₂ + O₂;
2) 2AgNO₃ = 2Ag + 2NO₂ + O₂
Пусть n(NaNO3) = x моль, а n(AgNO3) = y моль. Тогда m(NaNO3) = 85x г, а m(AgNO3) = 170y г. Отсюда:
85x + 170y = 42,5.
Если в 1 моль NaNO3 содержится 42 моль протонов, то в x моль NaNO3 — 42x моль протонов. Аналогично, в 1 моль AgNO3 — 78 моль протонов, в y моль — 78y моль протонов.
m(p) = mсмеси · ω
m(p) = 42,5 · 0,48 = 20,4 г.
n(p) = m(p) : M(p)
n(p) = 20,4 : 1 = 20,4 моль.
Отсюда следует:
42x + 78y = 20,4
Составим систему уравнений.
85x + 170y = 42,5
42x + 78y = 20,4
x = 0,3 моль.
y = 0,1 моль.
n(NaNO₃) = 0,3 моль.
n(AgNO₃) = 0,1 моль.
Найдем массовую долю вещества в конечном растворе:
3) 4NO₂ + O₂ + 2H₂O = 4HNO₃;
n(NO₂) = n(AgNO₃) = 0,1 моль,
n(H₂O) = m(H₂O) : M(H₂O) = V(H₂O) · ρ(H₂O) / M(H₂O) ;
n(H₂O) = 10 · 1 / 18 = 0,56 моль;
nобщ.(O₂) = 1/2n(NaNO3) + 1/2n(AgNO₃);
nобщ.(O₂) = 0,5 · 0,3 + 0,5 · 0,1 = 0,2 моль.
Диоксид азота находится в недостатке, следовательно:
n(HNO₃) = n(NO₂) = 0,1 моль;
m(HNO₃) = n(HNO₃) · M(HNO₃);
m(HNO₃) = 0,1 · 63 = 6,3 г;
nизрасх.(O₂) = 1/4n(NO₂) = 0,025 моль;
mизрасх.(O₂) = nизрасх.(O₂) · M(O₂);
mизрасх.(O₂) = 0,025 · 32 = 0,8 г;
m(NO₂) = n(NO₂) · M(NO₂);
m(NO₂) = 0,1 · 46 = 4,6 г;
mр-ра = m(NO₂) + mизрасх.(O₂) + m(H₂O);
mр-ра = 4,6 + 0,8 + 10 = 15,4 г;
ω(HNO₃) = m(HNO₃) : mр-ра
ω(HNO₃) = 6,3 : 15,4 = 0,4091 или 40,91%