Дано:
- Масса раствора = 40,0 г
- Масса осадка (AgCl) = 2,87 г
- Химическое количество NaOH для нейтрализации = 0,060 моль
Найти:
Массовые доли азотной кислоты (HNO3) и соляной кислоты (HCl) в исходном растворе.
1. Рассчитаем количество вещества образовавшегося осадка AgCl:
Молярная масса AgCl ≈ 107,9 (Ag) + 35,5 (Cl) = 143,4 г/моль
n_AgCl = m_AgCl / M_AgCl
n_AgCl = 2,87 г / 143,4 г/моль ≈ 0,0200 моль
2. В реакции между HCl и AgNO3 образуется AgCl:
AgNO3 + HCl → AgCl + HNO3
Из уравнения видно, что 1 моль HCl дает 1 моль AgCl.
Следовательно, количество HCl, реагировавшего с AgNO3:
n_HCl = n_AgCl = 0,0200 моль
3. Теперь найдем количество азотной кислоты (HNO3), используя данные о нейтрализации:
Для нейтрализации HNO3 используется NaOH по следующему уравнению:
HNO3 + NaOH → NaNO3 + H2O
Из уравнения видно, что на 1 моль HNO3 требуется 1 моль NaOH.
Следовательно, количество HNO3 равно количеству NaOH:
n_HNO3 = 0,060 моль
4. Теперь можем рассчитать массы кислот в растворе:
Молярная масса HCl = 1,0 (H) + 35,5 (Cl) = 36,5 г/моль
Молярная масса HNO3 = 1,0 (H) + 14,0 (N) + 16,0 * 3 (O) = 63,0 г/моль
Масса HCl:
m_HCl = n_HCl * M_HCl
m_HCl = 0,0200 моль * 36,5 г/моль = 0,730 г
Масса HNO3:
m_HNO3 = n_HNO3 * M_HNO3
m_HNO3 = 0,060 моль * 63,0 г/моль = 3,78 г
5. Найдем общую массу кислот:
m_кислот = m_HCl + m_HNO3
m_кислот = 0,730 г + 3,78 г = 4,51 г
6. Теперь рассчитаем массовые доли кислот в растворе:
Массовая доля HCl:
w_HCl = m_HCl / m_раствора * 100%
w_HCl = 0,730 г / 40,0 г * 100% ≈ 1,83%
Массовая доля HNO3:
w_HNO3 = m_HNO3 / m_раствора * 100%
w_HNO3 = 3,78 г / 40,0 г * 100% ≈ 9,45%
Ответ:
Массовая доля HCl примерно 1,83%, массовая доля HNO3 примерно 9,45%.