Вопрос школьника
К 24%-ному раствору нитрата аммония (плотность 1,1 г/мл) объемом 45,45 мл прибавили 80 г 10%-ного раствора гидроксида натрия. Полученный раствор быстро прокипятили (потерями паров воды пренебречь). Определите, какие вещества остались растворе, и рассчитайте их массовые доли.
Ответ от учителя
Начнем с расчета количества вещества в каждом из растворов:
— Количество нитрата аммония в 24%-ном растворе:
m(NH4NO3) = V * ρ = 45,45 мл * 1,1 г/мл = 49,995 г
n(NH4NO3) = m(NH4NO3) / M(NH4NO3) = 49,995 г / 80 г/моль = 0,624 моль
— Количество гидроксида натрия в 10%-ном растворе:
m(NaOH) = 80 г * 0,1 = 8 г
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH) = 8 г / 40 г/моль = 0,2 моль
При смешивании этих растворов происходит реакция:
NH4NO3 + NaOH → NH3 + NaNO3 + H2O
Таким образом, в полученном растворе остаются аммиак (NH3) и нитрат натрия (NaNO3).
Рассчитаем количество аммиака, образовавшегося в результате реакции:
n(NH3) = n(NH4NO3) = 0,624 моль
Массовая доля аммиака в полученном растворе:
m(NH3) = n(NH3) * M(NH3) = 0,624 моль * 17 г/моль = 10,608 г
m(NaNO3) = n(NaNO3) * M(NaNO3) = 0,2 моль * 85 г/моль = 17 г
Массовая доля нитрата натрия в полученном растворе:
m(NaNO3) / (m(NH3) + m(NaNO3)) * 100% = 17 г / (10,608 г + 17 г) * 100% ≈ 61,6%
Массовая доля аммиака в полученном растворе:
m(NH3) / (m(NH3) + m(NaNO3)) * 100% = 10,608 г / (10,608 г + 17 г) * 100% ≈ 38,4%
