Дано:
- Масса сульфата аммония (NH4)2SO4 = 260 г
- Масса нитрата аммония NH4NO3 = 480 г
Найти: массовую долю азота в смеси.
Решение:
1. Вычислим молярные массы веществ.
- Молярная масса сульфата аммония:
(NH4)2SO4 = 2 * (14.01 г/моль) + 8 * (1.008 г/моль) + 32.07 г/моль + 4 * (16.00 г/моль)
= 28.02 г/моль + 8.064 г/моль + 32.07 г/моль + 64.00 г/моль
= 132.154 г/моль.
- Молярная масса нитрата аммония:
NH4NO3 = 14.01 г/моль + 4 * (1.008 г/моль) + 14.01 г/моль + 3 * (16.00 г/моль)
= 14.01 г/моль + 4.032 г/моль + 14.01 г/моль + 48.00 г/моль
= 62.052 г/моль.
2. Найдем количество моль каждого вещества в смеси.
- n((NH4)2SO4) = масса / молярная масса:
n((NH4)2SO4) = 260 г / 132.154 г/моль ≈ 1.964 моль.
- n(NH4NO3) = масса / молярная масса:
n(NH4NO3) = 480 г / 62.052 г/моль ≈ 7.737 моль.
3. Теперь найдем массу азота в каждом веществе.
- В сульфате аммония содержится 2 атома азота на моль:
Масса азота в (NH4)2SO4 = 2 * 14.01 г/моль * n((NH4)2SO4)
= 2 * 14.01 г/моль * 1.964 моль ≈ 55.05 г.
- В нитрате аммония содержится 1 атом азота на моль:
Масса азота в NH4NO3 = 14.01 г/моль * n(NH4NO3)
= 14.01 г/моль * 7.737 моль ≈ 108.36 г.
4. Общая масса азота в смеси:
Общая масса азота = Масса азота в (NH4)2SO4 + Масса азота в NH4NO3
= 55.05 г + 108.36 г ≈ 163.41 г.
5. Общая масса смеси:
Общая масса смеси = масса (NH4)2SO4 + масса NH4NO3
= 260 г + 480 г = 740 г.
6. Рассчитаем массовую долю азота в смеси:
Массовая доля азота = (масса азота / общая масса смеси) * 100%
= (163.41 г / 740 г) * 100% ≈ 22.08%.
Ответ: массовая доля азота в смеси примерно 22.08%.