Рассчитайте, сколько раствора азотной кислоты массой 200 г и массовой долей кислоты, равной 5%, требуется

Скрытый_Тигр_6657

18

Хорошо, давайте решим эту задачу пошагово.

Чтобы рассчитать количество раствора азотной кислоты, необходимое для нейтрализации гидроксида бария, мы должны сначала провести несколько преобразований.

Шаг 1: Найдем количество вещества гидроксида бария. Мы используем формулу:

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

где \(n\) - количество вещества, \(m\) - масса вещества, а \(M\) - молярная масса.

Молярная масса гидроксида бария (Ba(OH)2) составляет 171.34 г/моль.

Таким образом, количество вещества гидроксида бария равно:

\[n = \frac{17.1}{171.34} = 0.0998 \, \text{моль}\]

Шаг 2: Найдем количество вещества азотной кислоты, необходимое для нейтрализации гидроксида бария. Мы знаем, что массовая доля кислоты составляет 5%, что означает, что 100 г раствора содержат 5 г азотной кислоты.

Массовая доля (\%w/w) определяется формулой:

\[\text{\%w/w} = \frac{\text{масса вещества}}{\text{масса раствора}} \times 100\]

Таким образом, масса азотной кислоты в 100 г раствора составляет:

\[\text{масса азотной кислоты} = \text{\%w/w} \times \text{масса раствора}\]

\[5 = 0.05 \times 100\]

Теперь мы можем рассчитать количество вещества азотной кислоты, используя ее молярную массу. Молярная масса азотной кислоты (HNO3) составляет 63.01 г/моль.

Таким образом, количество вещества азотной кислоты равно:

\[n = \frac{5}{63.01} = 0.0793 \, \text{моль}\]

Шаг 3: Сравните количество вещества азотной кислоты и гидроксида бария, чтобы определить, какой из них является ограничивающим реагентом.

Исходя из сбалансированного химического уравнения реакции:

\[2\text{HNO}_3 + \text{Ba(OH)}_2 \rightarrow \text{Ba(NO}_3\text{)}_2 + 2\text{H}_2\text{O}\]

видно, что одна молекула гидроксида бария требует двух молекул азотной кислоты для полной нейтрализации.

Сравним количество вещества:

- Гидроксид бария: 0.0998 моль
- Азотная кислота: 0.0793 моль

Таким образом, азотная кислота является ограничивающим реагентом, так как для полной реакции необходимо меньшее количество вещества.

Шаг 4: Теперь рассчитаем количество раствора азотной кислоты.

Мы знаем, что молярное соотношение азотной кислоты к гидроксиду бария равно 2:1.

Таким образом, количество молей азотной кислоты (ограничивающий реагент) равно половине количества молей гидроксида бария:

\[n = \frac{0.0998}{2} = 0.0499 \, \text{моль}\]

Шаг 5: Теперь рассчитаем массу раствора азотной кислоты, которая требуется для нейтрализации гидроксида бария.

Масса раствора азотной кислоты равна:

\[m = n \times M\]

где \(m\) - масса раствора, \(n\) - количество вещества, а \(M\) - молярная масса.

Молярная масса азотной кислоты (HNO3) составляет 63.01 г/моль.

Таким образом, масса раствора азотной кислоты равна:

\[m = 0.0499 \times 63.01 = 3.144 \, \text{г}\]

Таким образом, для нейтрализации гидроксида бария массой 17,1 г необходимо 3,144 г раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты 5%.

Я надеюсь, что это решение помогло вам разобраться в задаче. Если у вас есть еще вопросы, не стесняйтесь задавать.