Дано:
масса раствора (m_solution) = 344 г = 0,344 кг
массовая доля HNO3 (w_HNO3) = 6,42 % = 0,0642
объем аммиака (V_NH3) = 6,42 дм³ = 6,42 л
Найти:
массу образовавшейся соли (NH4NO3).
Решение:
1. Найдем массу азотной кислоты в растворе:
m_HNO3 = m_solution * w_HNO3
m_HNO3 = 0,344 кг * 0,0642
m_HNO3 = 0,0220868 кг = 22,0868 г
2. Теперь найдем количество моль HNO3:
Молярная масса HNO3:
M_HNO3 = M_H + M_N + 3*M_O
M_HNO3 = 1 + 14 + 3*16
M_HNO3 = 1 + 14 + 48
M_HNO3 = 63 г/моль
n_HNO3 = m_HNO3 / M_HNO3
n_HNO3 = 22,0868 г / 63 г/моль
n_HNO3 ≈ 0,350 моль
3. Найдем количество моль газообразного аммиака:
Молярная масса NH3:
M_NH3 = M_N + 3*M_H
M_NH3 = 14 + 3*1
M_NH3 = 17 г/моль
Используем уравнение состояния газа, чтобы найти количество моль NH3:
PV = nRT, где P = 101325 Па (н.у.), R = 8,314 Дж/(моль·К), T = 273,15 К.
Для V = 6,42 дм³ = 0,00642 м³:
n_NH3 = PV / RT
n_NH3 = (101325 Па * 0,00642 м³) / (8,314 Дж/(моль·К) * 273,15 К)
n_NH3 ≈ 0,287 моль
4. Из реакции видно, что на 1 моль HNO3 требуется 1 моль NH3 для образования 1 моль NH4NO3. Таким образом, максимальное количество соли, которое может быть образовано, ограничено меньшим количеством реагентов:
n_NH4NO3 = min(n_HNO3, n_NH3)
n_NH4NO3 = min(0,350 моль, 0,287 моль)
n_NH4NO3 = 0,287 моль
5. Найдем массу образовавшейся соли (NH4NO3):
Молярная масса NH4NO3:
M_NH4NO3 = M_N + 4*M_H + M_N + 3*M_O
M_NH4NO3 = 14 + 4*1 + 14 + 3*16
M_NH4NO3 = 14 + 4 + 14 + 48
M_NH4NO3 = 80 г/моль
m_NH4NO3 = n_NH4NO3 * M_NH4NO3
m_NH4NO3 = 0,287 моль * 80 г/моль
m_NH4NO3 ≈ 22,96 г
Ответ:
Масса образовавшейся в растворе соли (NH4NO3) составляет примерно 22,96 г.