Какова масса образующегося осадка при реакции 24,4 г силиката натрия с азотной кислотой?

Morozhenoe_Vampir

57

Для решения данной задачи нам необходимо использовать химическое уравнение реакции между силикатом натрия (Na2SiO3) и азотной кислотой (HNO3). В данном случае химическое уравнение будет выглядеть следующим образом:

\[2Na2SiO3 + 6HNO3 \rightarrow SiO2 + 3Na2O + 6H2O + 6NO\]

Оно показывает, что при реакции между силикатом натрия и азотной кислотой образуется кремнекислый гель (SiO2), оксид натрия (Na2O), вода (H2O) и оксид азота (NO).

Для расчёта массы образующегося осадка (кремнекислого геля) необходимо знать коэффициент пропорциональности между массой силиката натрия и массой кремнекислого геля. Для этого рассмотрим сбалансированное уравнение реакции:

\[2Na2SiO3 + 6HNO3 \rightarrow SiO2 + 3Na2O + 6H2O + 6NO\]

Из него видно, что каждые 2 моля силиката натрия соответствуют 1 молекуле кремнекислого геля. Поскольку известна молярная масса силиката натрия (находится по сумме молярных масс натрия, кремния и кислорода), то можно рассчитать массу 2 молей силиката натрия.

Используем данные:

Молярная масса Na2SiO3 = 106,1 г/моль
Масса силиката натрия (Na2SiO3) = 24,4 г

Рассчитываем количество молей силиката натрия:

\[n = \frac{m}{M} = \frac{24,4 г}{106,1 \ г/моль} \approx 0,23 \ моль\]

Учитывая молярные коэффициенты в уравнении, видно, что 2 моля силиката натрия соответствуют образованию 1 моль кремнекислого геля. Поэтому, в данном случае, при реакции образуется:

\[0,23 \ моль \cdot \frac{1 \ моль \ кремнекислого \ геля}{2 \ моль \ силиката \ натрия} = 0,115 \ моль \ кремнекислого \ геля\]

Осталось рассчитать массу кремнекислого геля:

Молярная масса кремнекислого геля (SiO2) = 60,1 г/моль

\[m = n \cdot M = 0,115 \ моль \cdot 60,1 г/моль = 6,9155 \ г \approx 6,92 \ г\]

Таким образом, масса образующегося кремнекислого геля при реакции 24,4 г силиката натрия с азотной кислотой составляет около 6,92 г.