дано:
- Масса аммиака (NH3) = 4,75 г
- Масса раствора HNO3 = 120 г
- Массовая доля HNO3 в растворе = 6,30 %
найти:
- Массовую долю нитрата аммония (NH4NO3) в образовавшемся растворе.
решение:
Сначала найдем массу кислоты в растворе HNO3:
Масса HNO3 = масса раствора * массовая доля HNO3
= 120 г * 0,063 = 7,56 г
Теперь рассчитаем количество молей аммиака и кислоты.
Молярная масса NH3 = 14 г/моль (N) + 3*1 г/моль (H) = 17 г/моль
Количество молей аммиака:
n(NH3) = 4,75 г / 17 г/моль ≈ 0,279 моль
Молярная масса HNO3 = 1 г/моль (H) + 14 г/моль (N) + 3*16 г/моль (O) = 63 г/моль
Количество молей HNO3:
n(HNO3) = 7,56 г / 63 г/моль ≈ 0,120 моль
Реакция между аммиаком и азотной кислотой:
NH3 + HNO3 → NH4NO3
Согласно уравнению реакции, 1 моль NH3 реагирует с 1 моль HNO3 для образования 1 моль NH4NO3. Поскольку 0,120 моль HNO3 меньше, чем 0,279 моль NH3, то ограничивающим реагентом является HNO3.
Выход нитрата аммония будет равен количеству молей HNO3:
n(NH4NO3) = n(HNO3) = 0,120 моль
Теперь найдем массу нитрата аммония. Молярная масса NH4NO3:
M(NH4NO3) = 14 г/моль (N) + 4*1 г/моль (H) + 14 г/моль (N) + 3*16 г/моль (O) = 80 г/моль
Масса нитрата аммония:
m(NH4NO3) = n(NH4NO3) * M(NH4NO3) = 0,120 моль * 80 г/моль = 9,6 г
Теперь найдем общую массу раствора после реакции:
Общая масса раствора = масса раствора HNO3 + масса NH4NO3 + масса NH3 = 120 г + 9,6 г + 4,75 г = 134,35 г
Теперь можем найти массовую долю нитрата аммония в растворе:
Массовая доля NH4NO3 = m(NH4NO3) / общая масса раствора * 100 %
= 9,6 г / 134,35 г * 100 % ≈ 7,13 %
ответ:
Массовая доля нитрата аммония в растворе составляет примерно 7,13 %.