Какова массовая доля хлороводорода в 200 г соляной кислоты, если аммиака объемом 15,68 л полностью взаимодействует

Загадочный_Песок

15

Для решения этой задачи нужно воспользоваться уравнением реакции между соляной кислотой (HCl) и аммиаком (NH₃):
NH₃ + HCl → NH₄Cl

Здесь каждая молекула аммиака (NH₃) взаимодействует с одной молекулой соляной кислоты (HCl) и образует аммоний хлорид (NH₄Cl). Из этого уравнения следует, что стехиометрическое соотношение между NH₃ и HCl равно 1:1, то есть на одну молекулу NH₃ приходится одна молекула HCl.

Теперь, чтобы определить массовую долю хлороводорода (HCl) в соляной кислоте, нам нужно сначала определить количество вещества аммиака (NH₃), которое было использовано в реакции, а затем посчитать, сколько массы HCl использовалось.

Шаг 1: Определение количества вещества аммиака (NH₃)
Для этого воспользуемся уравнением идеального газа, которое связывает количество вещества (в молях), давление (в паскалях), объем (в метрах кубических) и универсальную газовую постоянную (R):

n = PV / RT

где n - количество вещества (в молях), P - давление (в паскалях), V - объем (в метрах кубических), R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К)), T - температура (в Кельвинах).
В нашем случае у нас есть объем аммиака (V = 15,68 л), поэтому нам нужно перевести его в метры кубические:
V = 15,68 л = 15,68 × 10⁻³ м³

Также нам нужно знать температуру и давление. Допустим, мы работаем при стандартных условиях (0 °C = 273,15 К, 1 атм = 101325 Па). Но в условии задачи не указаны условия, поэтому будем считать, что T = 273,15 К и P = 1 атм.

Теперь подставим все значения в формулу для определения количества вещества аммиака (NH₃):

n(NH₃) = PV / RT
n(NH₃) = (1 атм × 15,68 × 10⁻³ м³) / (8,314 Дж/(моль·К) × 273,15 К)
n(NH₃) ≈ 0,000759 моль

Таким образом, количество вещества аммиака (NH₃) составляет примерно 0,000759 моль.

Шаг 2: Определение массы HCl
Для этого мы должны знать молярную массу HCl. Молярная масса HCl равна сумме атомных масс хлора (Cl) и водорода (H), которые составляют HCl. Из периодической таблицы известно, что молярная масса атома хлора равна примерно 35,45 г/моль, а молярная масса водорода равна примерно 1,008 г/моль.

Теперь мы можем вычислить молекулярную массу HCl:
молярная масса HCl = молярная масса Cl + молярная масса H
молярная масса HCl ≈ 35,45 г/моль + 1,008 г/моль ≈ 36,458 г/моль

Теперь, зная количество вещества NH₃ (0,000759 моль) и молярную массу HCl (36,458 г/моль), мы можем определить массу HCl:
масса HCl = количество вещества HCl × молярная масса HCl
масса HCl = 0,000759 моль × 36,458 г/моль ≈ 0,02765 г

Получается, что масса HCl, использованного в реакции, составляет примерно 0,02765 г.

Шаг 3: Определение массовой доли хлороводорода (HCl) в соляной кислоте
Теперь мы можем определить массовую долю HCl в соляной кислоте. Для этого воспользуемся следующей формулой:

массовая доля HCl = (масса HCl / масса соляной кислоты) × 100%

Мы знаем, что масса использованного HCl составляет примерно 0,02765 г. В условии задачи указано, что дано 200 г соляной кислоты.

Теперь подставим все значения и рассчитаем массовую долю HCl:

массовая доля HCl = (0,02765 г / 200 г) × 100%
массовая доля HCl ≈ 0,01383 × 100% ≈ 1,383%

Таким образом, массовая доля хлороводорода (HCl) в 200 г соляной кислоты составляет примерно 1,383%.