Question

Вычислите объем аммиака н. у. который потребуется для полной нейтрализации раствора серной кислоты объемом 20 см³ массовой долей кислоты 3% и плотностью раствора 1,2 г/см³ Рассчитайте массовую долю ионов аммония в полученном растворе​

Answer 1

Ответ:

думаю что реакция такая:

2NH3+H2SO4=(NH4)2SO4

полное решение и ответ на картинке :)

Answer 2

Для решения этой задачи мы можем использовать химические уравнения реакции между аммиаком и серной кислотой:

\[NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4.\]

1. Нейтрализация:

Сначала определим количество молей \(H_2SO_4\):

\[\text{Молярная масса } H_2SO_4 = 2 \cdot 1 + 32 + 4 \cdot 16 = 98 \, \text{г/моль}.\]

Масса серной кислоты (\(m_{\text{кислоты}}\)) в 20 см³ раствора:

\[m_{\text{кислоты}} = V_{\text{раствора}} \cdot \text{плотность} = 20 \, \text{см}^3 \cdot 1,2 \, \text{г/см}^3 = 24 \, \text{г}.\]

Количество молей \(H_2SO_4\):

\[n_{\text{кислоты}} = \frac{m_{\text{кислоты}}}{\text{молярная масса}} = \frac{24 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 0,245 \, \text{моль}.\]

Так как молекула аммиака реагирует с двумя молекулами серной кислоты, нам нужно удвоить количество молей \(H_2SO_4\) для рассчета количества молей аммиака:

\[n_{\text{аммиака}} = 2 \cdot n_{\text{кислоты}} = 2 \cdot 0,245 \, \text{моль} = 0,49 \, \text{моль}.\]

2. Объем аммиака:

Теперь рассчитаем объем аммиака (\(V_{\text{аммиака}}\)) при нормальных условиях (н.у.):

\[V_{\text{аммиака}} = \frac{n_{\text{аммиака}} \cdot V_{\text{моль}}}{N_{\text{A}}},\]

где \(V_{\text{моль}}\) - мольный объем при н.у. (\(V_{\text{моль}} \approx 22,4 \, \text{л/моль}\)), а \(N_{\text{A}}\) - постоянная Авогадро (\(6,022 \times 10^{23} \, \text{моль}^{-1}\)).

\[V_{\text{аммиака}} = \frac{0,49 \, \text{моль} \cdot 22,4 \, \text{л/моль}}{6,022 \times 10^{23} \, \text{моль}^{-1}} \approx 1,83 \times 10^{-3} \, \text{л}.\]

3. Массовая доля ионов аммония в растворе:

Масса аммиака (\(m_{\text{аммиака}}\)):

\[m_{\text{аммиака}} = n_{\text{аммиака}} \cdot \text{молярная масса аммиака} = 0,49 \, \text{моль} \cdot 17 \, \text{г/моль} \approx 8,33 \, \text{г}.\]

Общая масса раствора (\(m_{\text{раствора}}\)):

\[m_{\text{раствора}} = m_{\text{кислоты}} + m_{\text{аммиака}} = 24 \, \text{г} + 8,33 \, \text{г} \approx 32,33 \, \text{г}.\]

Массовая доля ионов аммония (\(x_{\text{NH}_4^+}\)) в растворе:

\[x_{\text{NH}_4^+} = \frac{m_{\text{аммиака}}}{m_{\text{раствора}}} \times 100 = \frac{8,33 \, \text{г}}{32,33 \, \text{г}} \times 100 \approx 25,8\%.\]

Таким образом, объем аммиака, необходимый для полной нейтрализации 20 см³ раствора серной кислоты (3%) при плотности 1,2 г/см³, составляет примерно 1,83 мл. Массовая доля ионов аммония в полученном растворе составляет около 25,8%.