Дано:
1. Масса азота, которую нужно внести = 100 г.
2. Массовая доля нитрата аммония (NH4NO3) в аммиачной селитре = 97% = 0,97.
Найти:
1. Массу аммиачной селитры.
2. Массу мочевины, которая может быть использована вместо аммиачной селитры.
Решение:
1. Сначала найдем массу нитрата аммония, необходимую для получения 100 г азота. В нитрате аммония содержится один атом азота на молекулу NH4NO3, и его молярная масса составляет:
Молярная масса(NH4NO3) = 14,01 (N) + 4*1,01 (H) + 14,01 (N) + 3*16,00 (O) = 14,01 + 4,04 + 14,01 + 48,00 = 80,06 г/моль.
Количество азота в одном моле нитрата аммония:
n(N) = 2 * 14,01 = 28,02 г.
Теперь найдем количество моль азота, которое мы хотим получить:
n(N) = Масса(N) / Молярная масса(N) = 100 г / 14,01 г/моль ≈ 7,14 моль.
2. Поскольку в одном моле NH4NO3 содержится 28,02 г азота, найдем, сколько граммов NH4NO3 нам нужно для получения 100 г азота:
Масса(NH4NO3) = n(N) * Молярная масса(NH4NO3) / 28,02 = 100 г / (28,02/80,06) ≈ 285,84 г.
3. Учитывая, что массовая доля нитрата аммония в аммиачной селитре составляет 97%, найдем массу аммиачной селитры, необходимую для получения этой массы NH4NO3:
Масса(аммиачной селитры) = Масса(NH4NO3) / Массовая доля(NH4NO3) = 285,84 г / 0,97 ≈ 294,94 г.
4. Теперь найдем, какая масса мочевины может быть использована вместо аммиачной селитры. Молярная масса мочевины (CO(NH2)2) составляет:
Молярная масса(CO(NH2)2) = 12,01 (C) + 1,01*2 (H) + 14,01*2 (N) = 12,01 + 2,02 + 28,02 = 42,05 г/моль.
В мочевине также содержится два атома азота:
Масса(N) в мочевине = 2 * 14,01 = 28,02 г.
Чтобы найти, сколько мочевины необходимо для внесения 100 г азота, используем аналогичный расчет:
Масса(mочевины) = Масса(N) / (28,02 / 42,05) = 100 г / (28,02 / 42,05) ≈ 150 г.
Ответ:
Для внесения 100 г азота необходимо 294,94 г аммиачной селитры. Вместо этого можно использовать около 150 г мочевины.