Рассчитайте максимальную массу раствора с массовой долей HNO3 65,8 %, которую можно получить из азота, содержащегося в воздухе объёмом (н. у.) 100 м3, если его объёмная доля составляет 79,4 %.
от

1 Ответ

Дано:
- Объем воздуха: 100 м³
- Объемная доля азота в воздухе: 79,4 %
- Массовая доля HNO3 в растворе: 65,8 %

Найти: максимальная масса раствора HNO3.

Решение:

1. Найдем объем азота в воздухе:
   Объем N2 = 100 м³ * 79,4 % = 100 м³ * 0,794 = 79,4 м³

2. Переведем объем азота в нормальные условия в молекулы (в моль).
   При нормальных условиях 1 м³ газа содержит 44,64 моль.
   Следовательно, количество моль N2 = 79,4 м³ * 44,64 моль/м³ ≈ 3545,62 моль

3. Определим количество атомов азота:
   В одной молекуле N2 содержится 2 атома азота, значит, количество моль атомов N будет:
   Количество моль N = 3545,62 моль * 2 = 7091,24 моль

4. Рассчитаем массу полученного азота:
   Молярная масса N ≈ 14 г/моль
   Масса N = 7091,24 моль * 14 г/моль ≈ 99375,36 г = 99,38 кг

5. Определим максимально возможную массу HNO3, которую можно получить из азота. Для этого используем реакцию получения HNO3 из N2:
   4 NH3 + 5 O2 + 3 N2 → 6 HNO3
   
   Отсюда видно, что 3 моль N2 дают 6 моль HNO3, следовательно, из 1 моль N2 можно получить 2 моль HNO3.
   Количество моль HNO3, которое можно получить из 7091,24 моль N2:
   Количество моль HNO3 = 7091,24 моль * (2 / 3) ≈ 4720,83 моль

6. Теперь найдем массу полученного HNO3:
   Молярная масса HNO3 ≈ 63 г/моль
   Масса HNO3 = 4720,83 моль * 63 г/моль ≈ 297,38 кг

7. Рассчитаем массу раствора с массовой долей HNO3 65,8 %:
   Масса раствора = Масса HNO3 / (массовая доля HNO3)
   Масса раствора = 297,38 кг / 0,658 ≈ 452,00 кг

Ответ: Максимальная масса раствора с массовой долей HNO3 65,8 %, которую можно получить из 100 м³ воздуха, составляет примерно 452,00 кг.
от