Дано:
масса аммиачной селитры (m_ammonium_nitrate) = 326 кг
массовая доля NH3 в аммиачной воде (w_NH3) = 26,0 % = 0,26
плотность аммиачной воды (rho_solution) = 960 кг/m³
Найти:
объем аммиачной воды (V_solution), необходимый для обеспечения одинаковой массы азота.
Решение:
1. Определим массу азота, содержащегося в аммиачной селитре. Молярная масса аммиачной селитры (NH4NO3):
M_ammonium_nitrate = 14 + 4 + 14 + 16
M_ammonium_nitrate = 14 + 4 + 14 + 16
M_ammonium_nitrate = 48 г/моль
Масса азота в аммиачной селитре:
масса азота (m_N) = (количество азота в формуле) * m_ammonium_nitrate / M_ammonium_nitrate
В аммиачной селитре два атома азота:
m_N = 2 * m_ammonium_nitrate / M_ammonium_nitrate
m_N = 2 * 326 кг / 48 г/моль
Преобразуем массу в граммы:
m_N = 2 * 326000 г / 48 г/моль
m_N ≈ 13666,67 г
2. Теперь найдем массу аммиака, содержащего эквивалентную массу азота, в аммиачной воде. В одном моле NH3 содержится один моль азота. Молярная масса NH3:
M_NH3 = 14 + 3*1
M_NH3 = 17 г/моль
Необходимое количество моль NH3 для получения такой же массы азота:
n_NH3 = m_N / M_NH3
n_NH3 = 13666,67 г / 17 г/моль
n_NH3 ≈ 804,85 моль
3. Найдем массу аммиачной воды, содержащей это количество NH3:
масса аммиачной воды (m_solution) = n_NH3 * M_NH3 / w_NH3
m_solution = 804,85 моль * 17 г/моль / 0,26
m_solution ≈ 52994,74 г
Преобразуем массу в килограммы:
m_solution = 52994,74 г / 1000 = 52,99 кг
4. Теперь найдем объем аммиачной воды:
V_solution = m_solution / rho_solution
V_solution = 52,99 кг / 960 кг/m³
V_solution ≈ 0,0552 м³
Ответ:
Необходимый объем аммиачной воды составляет примерно 0,0552 м³.