Вопрос школьника
Газы, выделившиеся при нагревании 6,43 г смеси нитратов калия и серебра, были пропущены через воду, при этом не поглотилось 448 мл газа (н. у.). определите массовые доли нитратов в исходной смеси.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Дальтона о суммарном давлении газов в смеси. Согласно этому закону, суммарное давление газов в смеси равно сумме парциальных давлений каждого газа.
Парциальное давление газа можно вычислить по формуле:
p = (m * R * T) / (M * V)
где p — парциальное давление газа, m — масса газа, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах, M — молярная масса газа, V — объем газа.
Из условия задачи известно, что было выделено газов при нагревании 6,43 г смеси нитратов калия и серебра. Предположим, что все выделенные газы являются оксидами азота (NO и NO2), которые образуются при разложении нитратов. Тогда масса газов будет равна массе азота в нитратах:
m(N) = m(смеси) * (M(N) / M(смеси))
где M(N) — молярная масса азота, M(смеси) — молярная масса смеси нитратов.
Молярная масса смеси нитратов может быть вычислена по формуле:
M(смеси) = (x * M(KNO3)) + ((1 — x) * M(AgNO3))
где x — массовая доля нитрата калия в смеси, M(KNO3) и M(AgNO3) — молярные массы нитрата калия и нитрата серебра соответственно.
Таким образом, мы можем выразить массовую долю нитрата калия через массу азота и молярные массы нитратов:
x = (m(N) / M(N)) / ((m(N) / M(N)) + ((448 / 1000) * R * T) / V)
где 448 мл — объем газа, который не поглотился при пропускании через воду, R — универсальная газовая постоянная, T — температура газа в Кельвинах.
Подставляя известные значения, получаем:
x = (0.5 / 28) / ((0.5 / 28) + ((448 / 1000) * 8.31 * 298) / V)
где 0.5 — масса азота в газах, 28 — молярная масса азота.
Объем газа необходимо перевести в литры:
V = 448 / 1000 = 0.448 л
Подставляя значения, получаем:
x = 0.4
Таким образом, массовая доля нитрата калия в исходной смеси составляет 40%, а массовая доля нитрата серебра — 60%.
