Через раствор массой 344 г с массовой долей азотной кислоты 6,42 % пропустили газообразный аммиак объёмом (н. у.) 6,42 дм3. Рассчитайте массу образовавшейся в растворе соли.
от

1 Ответ

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.
от