Дано:
- Масса серебра (Ag) = 10,8 г
- Объем 30%-ного раствора азотной кислоты (HNO3) = 72,41 мл
- Плотность 30%-ного раствора азотной кислоты = 1,48 г/мл
- Масса 25%-ного раствора хлорида натрия (NaCl) = 18,72 г
- Концентрация хлорида натрия = 25%
Найти:
- Массу образовавшегося осадка (AgCl)
Решение:
1. Определим массу азотной кислоты в растворе:
Масса раствора HNO3 = объем × плотность = 72,41 мл × 1,48 г/мл = 107,96 г
Масса HNO3 в растворе = 30% от 107,96 г = 0,30 × 107,96 г = 32,39 г
Молекулярная масса HNO3 = 63 г/моль
Количество моль HNO3 = масса / молекулярная масса = 32,39 г / 63 г/моль = 0,515 моль
2. Определим массу хлорида натрия в растворе:
Масса раствора NaCl = 18,72 г
Масса NaCl в растворе = 25% от 18,72 г = 0,25 × 18,72 г = 4,68 г
Молекулярная масса NaCl = 58,5 г/моль
Количество моль NaCl = масса / молекулярная масса = 4,68 г / 58,5 г/моль = 0,08 моль
3. Реакция серебра с азотной кислотой:
3 Ag + 4 HNO3 → 3 AgNO3 + 2 H2O + 4 NO2
Из уравнения видно, что 3 моль Ag реагирует с 4 моль HNO3. Поэтому 10,8 г Ag (молекулярная масса Ag = 107,9 г/моль) соответствует:
Количество моль Ag = масса / молекулярная масса = 10,8 г / 107,9 г/моль = 0,100 моль
Для полной реакции с 0,100 моль Ag потребуется (4/3) × 0,100 моль HNO3 = 0,133 моль HNO3.
У нас имеется 0,515 моль HNO3, что больше, чем 0,133 моль, значит, HNO3 в избытке, а Ag является лимитирующим реагентом.
4. Реакция серебра с хлоридом натрия:
AgNO3 + NaCl → AgCl + NaNO3
Для реакции 0,100 моль Ag требуется 0,100 моль NaCl.
У нас есть 0,08 моль NaCl, что меньше необходимого количества, значит, NaCl является лимитирующим реагентом.
5. Количество образующегося осадка AgCl:
Из реакции видно, что 1 моль AgCl образуется из 1 моль AgNO3 и 1 моль NaCl. Поэтому масса образующегося AgCl будет равна массе NaCl, поскольку NaCl является лимитирующим реагентом.
Масса AgCl в реакции будет равна:
Количество моль AgCl = количество моль NaCl = 0,08 моль
Молекулярная масса AgCl = 107,9 г/моль (Ag) + 35,5 г/моль (Cl) = 143,4 г/моль
Масса AgCl = количество моль × молекулярная масса = 0,08 моль × 143,4 г/моль = 11,47 г
Ответ:
Масса образовавшегося осадка составляет 11,47 г.