Дано:
Масса тиованадата аммония ((NH4)3VS4) = 26,6 г
Объем сосуда = 9 дм³ = 9000 см³
Температура выдерживания = 60 °C
Температура охлаждения = 20 °C
Найти:
1. Общее давление в сосуде после охлаждения до 20 °C.
2. Парциальные давления аммиака, сероводорода и твердого сульфида ванадия при охлаждении до 20 °C.
Решение с расчетом:
1. Начнем с расчета молей (NH4)3VS4:
Молярная масса (NH4)3VS4 = 3*14 + 3*1 + 51 + 32*4 = 146 г/моль
Моли (NH4)3VS4 = масса / молярная масса = 26,6 г / 146 г/моль ≈ 0,182 моль
2. Распад тиованадата аммония приведет к образованию аммиака (NH3), сероводорода (H2S) и твердого сульфида ванадия (V2S4) по химическому уравнению:
(NH4)3VS4 -> 3NH3 + H2S + V2S4
3. Рассчитаем количество молей каждого полученного газа:
NH3 образуется: 3 * 0,182 моль = 0,546 моль
H2S образуется: 1 * 0,182 моль = 0,182 моль
4. Так как V2S4 — твердый, то не участвует в определении давлений.
5. Используем закон Дальтона для находим общее давление после охлаждения:
P = P(NH3) + P(H2S) = n(NH3)RT/V + n(H2S)RT/V
6. Пересчитаем моли газов при 20 °C:
n(NH3) = 0,546 моль
n(H2S) = 0,182 моль
7. Подставим значения в формулу для общего давления:
P = (0,546 RT/V) + (0,182 RT/V) = 0,728 RT/V
8. Теперь охладим до 20 °C (293 К), где R - универсальная газовая постоянная:
P = 0,728 * 0,0821 * 293 / 9000 ≈ 0,0196 атм
9. Для парциальных давлений:
P(NH3) = 0,546 * 0,0821 * 293 / 9000 ≈ 0,0142 атм
P(H2S) = 0,182 * 0,0821 * 293 / 9000 ≈ 0,0048 атм
Ответ:
1. Общее давление в сосуде после охлаждения до 20 °C ≈ 0,0196 атм
2. Парциальное давление аммиака (NH3) ≈ 0,0142 атм
3. Парциальное давление сероводорода (H2S) ≈ 0,0048 атм