Question

Вычислить объем 2 М раствора NH4OH теоретически необходимого для осаждения Al(OH)3 из 200 мл 30%-го раствора хлорида алюминия, плотность которого 1,3 г/мл

Answer 1

Дано:
Cm(NH4OH) = 2M или 2 моль/л
V(p-pa AlCl3) = 200 мл
ω(AlCl3)=30% или 0,3
ρ(p-pa AlCl3) = 1,3 г/мл
Найти:
V(p-pa NH4OH) - ?

m(p-pa AlCl3) = 200 мл*1,3 г/мл = 260 г
m(AlCl3) = 260 г*0,3 = 78 г
M(AlCl3) = 133.5 г/моль
n(AlCl3) = 78 г/133,5 г/моль = 0,584 моль
AlCl3 + 3NH4OH = Al(OH)3 + 3NH4Cl
Из стехиометрических коэффициентов уравнения реакции следует, что n(NH4OH) =1/3n(AlCl3) = 0,584 моль/3 = 0,195 моль
Сm = n/V; 
V=n/Cm;
V(NH4OH) = 0,195 моль/2 моль/л = 0,0975 л = 97,5 мл
Ответ: 97,5 мл

Answer 2

Для решения этой задачи нужно рассмотреть химическую реакцию осаждения гидроксида алюминия:

\[AlCl_3 + 3NH_4OH → Al(OH)_3 + 3NH_4Cl\]

Сначала определим количество вещества \(AlCl_3\), содержащееся в исходном растворе. Массовая доля \(AlCl_3\) в 30%-м растворе можно вычислить по формуле:

\[\text{Массовая доля} = \frac{\text{масса } AlCl_3}{\text{общая масса раствора}} \times 100\%\]

Масса раствора \(AlCl_3\) составляет \(30\%\) от массы \(200 \, \text{мл}\) раствора хлорида алюминия:

\[Масса \, AlCl_3 = 0.30 \times 200 \, \text{мл} \times 1.3 \, \text{г/мл}\]

\[Масса \, AlCl_3 = 78 \, \text{г}\]

Теперь, зная молярную массу \(AlCl_3\) и применяя уравнение химической реакции, мы можем определить количество вещества \(AlCl_3\):

\[n(AlCl_3) = \frac{m(AlCl_3)}{M(AlCl_3)}\]

Где: \(m(AlCl_3)\) - масса \(AlCl_3\) в граммах, \(M(AlCl_3)\) - молярная масса \(AlCl_3\).

Молярная масса \(AlCl_3\) составляет \(133.34 \, \text{г/моль}\), таким образом:

\[n(AlCl_3) = \frac{78 \, \text{г}}{133.34 \, \text{г/моль}} \approx 0.585 \, \text{моль}\]

Из уравнения реакции видно, что для осаждения одной моли \(AlCl_3\) необходимо три моля \(NH_4OH\). Следовательно, для \(0.585 \, \text{моль}\) \(AlCl_3\) понадобится:

\[n(NH_4OH) = 3 \times 0.585 \, \text{моль} = 1.755 \, \text{моль}\]

Теперь мы можем найти объем 2 М раствора \(NH_4OH\), содержащего \(1.755 \, \text{моль}\) вещества. Один моль 2 М раствора содержит \(2 \, \text{моль}\) \(NH_4OH\) в одном литре. Таким образом:

\[V = \frac{n}{C}\]

Где: \(V\) - объем раствора \(NH_4OH\), \(n\) - количество вещества \(NH_4OH\), \(C\) - концентрация раствора \(NH_4OH\) в молях на литр.

\[V = \frac{1.755 \, \text{моль}}{2 \, \text{М}} = 0.8775 \, \text{л} = 877.5 \, \text{мл}\]

Таким образом, для осаждения \(Al(OH)_3\) из \(200 \, \text{мл}\) 30%-го раствора хлорида алюминия необходимо \(877.5 \, \text{мл}\) 2 М раствора \(NH_4OH\).