дано:
масса нитрата калия (KNO3) = 200 г
массовая доля азота в смеси = 15,0 %
найти:
массу нитрата натрия (NaNO3), которую следует добавить
решение:
1. Рассчитаем молярные массы соединений.
- Молярная масса KNO3:
молярная масса K = 39 г/моль
молярная масса N = 14 г/моль
молярная масса O = 16 г/моль
молярная масса KNO3 = 39 + 14 + 3*16 = 39 + 14 + 48 = 101 г/моль
- Молярная масса NaNO3:
молярная масса Na = 23 г/моль
молярная масса N = 14 г/моль
молярная масса O = 16 г/моль
молярная масса NaNO3 = 23 + 14 + 3*16 = 23 + 14 + 48 = 85 г/моль
2. Найдем массу азота в 200 г KNO3:
количество KNO3 = масса KNO3 / молярная масса KNO3
количество KNO3 = 200 г / 101 г/моль ≈ 1,9802 моль
масса N в KNO3 = количество KNO3 * молярная масса N
масса N в KNO3 = 1,9802 моль * 14 г/моль ≈ 27,77 г
3. Обозначим массу добавляемого нитрата натрия как x г.
Количество NaNO3 = x г / 85 г/моль
Масса азота в NaNO3 = (x / 85) * 14 г
4. Общая масса смеси:
общая масса смеси = 200 г + x г
5. Общая масса азота в смеси:
общая масса N = масса N в KNO3 + масса N в NaNO3
общая масса N = 27,77 г + (x / 85) * 14
6. Теперь можем записать уравнение для массовой доли азота:
15% = (общая масса N / общая масса смеси) * 100%
15 = (27,77 + (x / 85) * 14) / (200 + x) * 100
7. Упростим и решим уравнение:
0,15 * (200 + x) = 27,77 + (x / 85) * 14
30 + 0,15x = 27,77 + (14x / 85)
30 + 0,15x = 27,77 + 0,1647x
30 - 27,77 = 0,1647x - 0,15x
2,23 = 0,0147x
x ≈ 151,02 г
ответ:
к нитрату калия массой 200 г следует добавить около 151 г нитрата натрия.