Какова массовая доля сульфата аммония в полученном растворе после того, как через 0,896 л аммиака (н. у.) пропустили

Solnechnyy_Kalligraf

49

Чтобы найти массовую долю сульфата аммония в растворе, нужно вначале рассчитать количество вещества сульфата аммония и аммиака, а затем использовать их для расчета массовой доли.

Количество вещества сульфата аммония можно найти с помощью уравнения реакции между сульфатом аммония и серной кислотой:

\[
\text{NH}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{(NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4
\]

Из уравнения видно, что на одну молекулу серной кислоты приходится одна молекула аммиака, а на одну молекулу серной кислоты приходится одна молекула сульфата аммония. Таким образом, количество вещества сульфата аммония будет равно количеству вещества серной кислоты, использованной в реакции.

Для расчета количества вещества серной кислоты воспользуемся формулой:

\[
n = \frac{m}{M}
\]

где \( n \) - количество вещества в молях, \( m \) - масса вещества в граммах, \( M \) - молярная масса вещества.

Молярная масса серной кислоты (\( \text{H}_2\text{SO}_4 \)) составляет 98 г/моль.

Для расчета количества вещества серной кислоты в данном случае у нас есть масса раствора (33 г) и известно, что раствор серной кислоты смешан с аммиаком объемом 0,896 л.

Массовая доля сульфата аммония в растворе будет равна:

\[
\text{Массовая доля сульфата аммония} = \frac{\text{Масса сульфата аммония}}{\text{Масса раствора}}
\]

Теперь рассчитаем все необходимые значения:

1. Рассчитаем количество вещества серной кислоты, используя массу раствора:

\[
n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = \frac{m_{\text{H}_2\text{SO}_4}}{M_{\text{H}_2\text{SO}_4}} = \frac{33\, \text{г}}{98\, \text{г/моль}} \approx 0,34\, \text{моль}
\]

2. Рассчитаем количество вещества аммиака, использованного в реакции, используя информацию о его объеме и условиях нормальных условиях (н. у.):

\[
n_{\text{NH}_3} = \frac{V_{\text{NH}_3}}{V_{\text{моль}}} = \frac{0,896\, \text{л}}{22,4\, \text{л/моль}} \approx 0,04\, \text{моль}
\]

3. Так как на одну молекулу аммиака приходится одна молекула сульфата аммония, количество вещества сульфата аммония также будет равно 0,04 моль.

4. Рассчитаем массу сульфата аммония:

\[
m_{(\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4} = n_{(\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4} \times M_{(\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4}}
\]

Молярная масса сульфата аммония (\( (\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4 \)) составляет 132 г/моль.

\[
m_{(\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4} = 0,04 \times 132\, \text{г/моль} = 5,28\, \text{г}
\]

5. Рассчитаем массовую долю сульфата аммония:

\[
\text{Массовая доля сульфата аммония} = \frac{m_{(\text{NH}_4\text{)_2}\text{SO}_4}}{m_{\text{раствора}}} \times 100\%
\]

\[
\text{Массовая доля сульфата аммония} = \frac{5,28\, \text{г}}{33\, \text{г}} \times 100\% \approx 16\%
\]

Таким образом, массовая доля сульфата аммония в полученном растворе составляет около 16%.