Дано: m(раствора)=1960 г, V(NH3)=2,24 л, ω((H2SO4)=5%
Найти: ω((NH3)2SO4))-?
Решение
1. Рассчитаем массу серной кислоты в растворе:
m(H2SO4)=m(раствора)•ω((NH3)2SO4)):100%=1960 г • 5% : 100%=98 г
2. Рассчитаем количество вещества серной кислоты массой 98 г по формуле: ʋ=m/M, где M=Mr г/моль.
Mr(H2SO4)=2•Ar(H)+Ar(S)+4•Ar(O)=2•1+3•2+4•16=98, поэтому M(H2SO4)=78 г/моль
ʋ(H2SO4)=m(H2SO4)/M(H2SO4)=98 г : 98 г/моль=1 моль
3. Рассчитаем количество вещества аммиака объёмом 2,24 л по формуле: ʋ=V/VM, где VM=22,4 л/моль при н.у.
ʋ(NН3)=V(NH3)/VM=2,24 л : 22,4 л/моль=0,1 моль
4. Запишем уравнению реакции:
2NH3 + H2SO4 = (NH4)2SO4
По уравнению реакции c 2 моль аммиака реагирует 1 моль кислоты, поэтому с 0,1 моль аммиака прореагирует в два раза меньше количества вещества кислоты, то есть 0,05 моль. По условию задачи имеем 1 моль кислоты, следовательно кислота взята в избытке, она реагирует не полностью, поэтому расчеты будем проводить по данным аммиака.
По уравнению реакции ʋ(NН3):ʋ((NH4)2SO4)=2:1, поэтому
ʋ((NH4)2SO4)=ʋ(NН3):2=0,1 моль:2=0,05 моль
5. Массу кислоты и аммиака рассчитываем по формуле: m=ʋ●M, где M=Mr г/моль.
M((NH3)=17 г/моль, M((NH4)2SO4)=132 г/моль
m((NH4)2SO4)=ʋ((NH4)2SO4)•M((NH4)2SO4)=0,05 моль • 132 г/моль=6,6 г
m((NH3)=ʋ((NH3)•M((NH3)=0,1 моль • 17 г/моль=1,7 г
6. Рассчитываем массу нового раствора.
mн(раствора)=m(раствора)+m((NH3)=1960 г + 1,7 г=1961,7 г
7. Вычисляем массовую долю соли в новом растворе:
ω((NH4)2SO4)=m((NH4)2SO4):mн(раствора)•100%=6,6 г:1961,7 г•100%=0,34%
Ответ: 0,34%