Дано:
- масса сульфата аммония (NH4)2SO4 = 120 кг
- массовая доля азота в сульфате аммония = 2 * 14 г/моль (по 1 атому азота на каждый атом аммония)
- в формуле сульфата аммония 2 молекулы NH4, следовательно, 2 * 14 г/моль = 28 г/моль азота
Найти:
массу аммиачной селитры, необходимую для внесения такого же количества азота.
Решение:
1. Найдем массу азота в сульфате аммония:
m(N) = масса сульфата аммония * массовая доля азота
m(N) = 120 кг * (28 г / (2*14+32))
где M((NH4)2SO4) = 2*14 + 32 = 60 г/моль
m(N) = 120000 г * (28 / 60)
m(N) ≈ 56000 г (или 56 кг)
2. Теперь найдем, сколько азота содержится в аммиачной селитре. Формула аммиачной селитры - NH4NO3. В ней есть 1 атом азота из аммония и 1 атом из нитрата, всего 2 атома азота.
Молярная масса NH4NO3 = 14 + 1*4 + 14 + 16*3 = 80 г/моль
Таким образом, содержание азота в аммиачной селитре:
m(N) в NH4NO3 = 2 * 14 г/моль = 28 г/моль
3. Рассчитаем, сколько массы аммиачной селитры необходимо для получения нужного количества азота:
Обозначим массу аммиачной селитры как m(селитра).
m(N) в селитре = (mass of N in selitra / m(selitra)) * 100% - 2% примесей.
С учетом примесей (98% активного вещества):
mass of N = m(селитры) * (28 / 80) * 0.98
Теперь уравняем количество азота:
56 кг = m(селитры) * (28 / 80) * 0.98
4. Найдем массу аммиачной селитры:
m(селитры) = 56 / ((28 / 80) * 0.98)
m(селитры) = 56 / (0.35 * 0.98)
m(селитры) = 56 / 0.343
m(селитры) ≈ 163,5 кг
Ответ:
Фермеру необходимо приобрести примерно 163,5 кг аммиачной селитры для внесения требуемого количества азота.