Дано:
- Объем раствора сульфата натрия (Na2SO4) = 638,35 мл
- Концентрация сульфата натрия = 14%
- Плотность раствора сульфата натрия = 1,112 г/мл
- Объем раствора хлорида бария (BaCl2) = 633,9 мл
- Концентрация хлорида бария = 25%
- Плотность раствора хлорида бария = 1,05 г/мл
- Масса осадка = 146,8 г
Найти:
- Выход продукта реакции в процентах.
Решение:
1. Найдем массу сульфата натрия в растворе:
масса(Na2SO4) = объем * плотность * (концентрация / 100)
масса(Na2SO4) = 638,35 мл * 1,112 г/мл * (14 / 100)
= 638,35 * 1,112 * 0,14 ≈ 99,57 г
2. Найдем массу хлорида бария в растворе:
масса(BaCl2) = объем * плотность * (концентрация / 100)
масса(BaCl2) = 633,9 мл * 1,05 г/мл * (25 / 100)
= 633,9 * 1,05 * 0,25 ≈ 166,42 г
3. Записываем уравнение реакции, которая приводит к образованию осадка сульфата бария:
BaCl2 + Na2SO4 → BaSO4 (осадок) + 2NaCl
4. Для данной реакции на 1 моль BaSO4 требуется 1 моль BaCl2 и 1 моль Na2SO4.
Молярные массы:
- M(Na2SO4) = 2 * 22,99 + 32,07 + 4 * 16 = 142,04 г/моль
- M(BaCl2) = 137,33 + 2 * 35,45 = 208,23 г/моль
- M(BaSO4) = 137,33 + 32,07 + 4 * 16 = 233,39 г/моль
5. Теперь найдем количество молей каждого реагента:
n(Na2SO4) = масса / M = 99,57 г / 142,04 г/моль ≈ 0,699 моль
n(BaCl2) = масса / M = 166,42 г / 208,23 г/моль ≈ 0,799 моль
6. Из расчётов видно, что реагенты находятся в соотношении, необходимом для образования осадка.
Образуется 1 моль BaSO4 на 1 моль BaCl2 и 1 моль Na2SO4. Мы уже рассчитали массы реагентов.
7. Находим теоретический выход осадка (BaSO4):
Для получения 1 моль BaSO4 необходимо 1 моль реагентов:
n(BaSO4) = min(n(Na2SO4), n(BaCl2)) = min(0,699, 0,799) = 0,699 моль
Масса теоретического образца BaSO4 = n * M(BaSO4) = 0,699 моль * 233,39 г/моль ≈ 163,00 г
8. Рассчитаем выход продукта реакции:
Выход (%) = (фактический объем / теоретический объем) * 100
Выход (%) = (146,8 г / 163,00 г) * 100 ≈ 90,0%
Ответ:
Выход продукта реакции составляет примерно 90,0%.