Яка масова частка барій карбонату у % від теоретично можливого, якщо карбон(IV) оксид пропущено через 28,5 г 12%-го

Летучая

41

Для решения данной задачи, нам необходимо найти массовую долю бария или аммония в соответствующих соединениях относительно теоретического значения.

Для начала, выразим массы реагентов и продуктов в граммах.

Дано:
- Масса 12%-го раствора бария гидроксида - 28,5 г
- Масса полученного бария карбоната - 3,743 г

Теперь, найдем количество бария и углерода в полученном карбонате.
Молярная масса BaCO3 равна 197,34 г/моль. Таким образом, молярная масса бария в BaCO3 равна 137,33 г/моль, а молярная масса углерода равна 12,01 г/моль.

Масса бария в полученном карбонате (BaCO3) равна:
\[ m_{Ba} = \frac{3,743 \cdot 137,33 \, \text{г}}{197,34 \, \text{г/моль}} = 2,607 \, \text{г} \]

Масса углерода в полученном карбонате (BaCO3) равна:
\[ m_{C} = \frac{3,743 \cdot 12,01 \, \text{г}}{197,34 \, \text{г/моль}} = 0,228 \, \text{г} \]

Теперь найдем количество бария в барий гидроксиде (Ba(OH)2) на основе массы и концентрации раствора.
Молярная масса бария гидроксида равна 171,34 г/моль. Таким образом, молярная масса бария равна 137,33 г/моль.

Масса бария в растворе равна:
\[ m_{Ba} = \frac{28,5 \cdot 12,01 \, \text{г/моль} \cdot 0,12}{171,34 \, \text{г/моль}} = 2,022 \, \text{г} \]

Теперь, найдем массовую долю бария в барий карбонате, выраженную в процентах относительно теоретического значения.

Теоретическая масса бария в карбонате равна:
\[ m_{Ba,теор} = \frac{2,022 \, \text{г} \cdot 197,34 \, \text{г/моль}}{171,34 \, \text{г/моль}} = 2,336 \, \text{г} \]

Массовая доля бария в барий карбонате равна:
\[ \text{Массовая доля Ba в BaCO3} = \left( \frac{m_{Ba}}{m_{Ba,теор}} \right) \cdot 100 \% = \left( \frac{2,607 \, \text{г}}{2,336 \, \text{г}} \right) \cdot 100 \% \approx 111,68 \% \]

В данном случае получается, что массовая доля бария в барий карбонате равна 111,68 %, что превышает теоретическое значение. Возможно, ошибка была допущена при выполнении эксперимента.

Теперь рассмотрим вторую задачу по аммонию нитрату. По аналогии с предыдущей задачей, найдем массовую долю аммония в аммоний нитрате.

Дано:
- Масса 20%-го раствора нитратной кислоты - 31,5 г
- Масса полученного аммония нитрата - 6,4 г

Молярная масса NH4NO3 равна 80,04 г/моль. Таким образом, молярная масса аммония в NH4NO3 равна 18,04 г/моль, а молярная масса азота равна 14,01 г/моль.

Масса аммония в полученном нитрате (NH4NO3) равна:
\[ m_{NH4} = \frac{6,4 \cdot 18,04 \, \text{г}}{80,04 \, \text{г/моль}} = 1,436 \, \text{г} \]

Масса азота в полученном нитрате (NH4NO3) равна:
\[ m_{N} = \frac{6,4 \cdot 14,01 \, \text{г}}{80,04 \, \text{г/моль}} = 1,117 \, \text{г} \]

Найдем количество аммония в аммоний нитрате (NH4NO3) на основе массы и концентрации раствора.

Масса аммония в растворе равна:
\[ m_{NH4} = \frac{31,5 \cdot 18,04 \, \text{г/моль} \cdot 0,2}{80,04 \, \text{г/моль}} = 7,919 \, \text{г} \]

Теоретическая масса аммония в нитрате равна:
\[ m_{NH4,теор} = \frac{7,919 \, \text{г} \cdot 80,04 \, \text{г/моль}}{18,04 \, \text{г/моль}} = 35,097 \, \text{г} \]

Массовая доля аммония в аммоний нитрате равна:
\[ \text{Массовая доля NH4 в NH4NO3} = \left( \frac{m_{NH4}}{m_{NH4,теор}} \right) \cdot 100 \% = \left( \frac{1,436 \, \text{г}}{35,097 \, \text{г}} \right) \cdot 100 \% \approx 4,10 \% \]

В данном случае получается, что массовая доля аммония в аммоний нитрате равна 4,10 % относительно теоретического значения.