Помогите пожалуйста решить задачу
Рассчитать, сколько килограммов аммиачной селитры образуется при пропускании 4,48 м3 аммиака (н.с.) через раствор, содержащий 150 кг азотной кислоты?
Ответ в книжке ответов (16 кг)
Ответы
Для решения этой задачи необходимо записать баланс реакции между аммиаком и азотной кислотой:
NH3 + HNO3 → NH4NO3
Это означает, что одна молекула аммиака и одна молекула азотной кислоты реагируют, чтобы образовать одну молекулу аммиачной селитры.
Сначала определим количество молей аммиака, которое мы используем:
PV = nRT
n = PV/RT
где P - давление (в нормальных условиях равно 1 атмосфере), V - объем, T - температура в кельвинах, R - универсальная газовая постоянная.
Tак как реакция протекает при нормальных условиях, температура составляет 273 K.
n(NH3) = PV/RT = (1 атм) * (4,48 м^3) / (0,0821 * 273 K) = 174 моль
Согласно балансовому уравнению, каждая моль аммиака реагирует с одной молью азотной кислоты, чтобы образовать одну моль аммиачной селитры. Следовательно, количество молей азотной кислоты, которое необходимо, равно количеству молей аммиака:
n(HNO3) = n(NH3) = 174 моль
Теперь мы можем вычислить массу азотной кислоты, которая нам нужна:
m(HNO3) = n(HNO3) * M(HNO3),
где M(HNO3) - молярная масса азотной кислоты.
M(HNO3) = 14 г/моль + 1 г/моль + 48 г/моль = 63 г/моль
m(HNO3) = 174 моль * 63 г/моль = 10,9 кг
Наконец, мы можем вычислить массу аммиачной селитры, которая образуется в результате реакции:
m(NH4NO3) = n(NH3) * M(NH4NO3),
где M(NH4NO3) - молярная масса аммиачной селитры.
M(NH4NO3) = 14 г/моль + 4 г/моль + 14 г/моль + 3 * 16 г/моль = 80 г/моль
m(NH4NO3) = 174 моль * 80 г/моль = 13,9 кг
Таким образом, образуется 13,9 кг аммиачной селитры при пропускании 4,48 м^3 аммиака (н.с.) через раствор, содержащий 150 кг азотной кислоты.