Дано: w₁(HNO₃) = 31,5 % w₂(HNO₃) = 6,3 %mр-ра = 100 гНайти:
m(Аg)Решение. Азотная кислота данной концентрации будет реагировать с серебром по реакции: 3Аg + 4HNO₃ = 3AgNO₃ + NO↑ + 2H₂O
Ag⁰ - e = Ag⁺ | 3 окисление, Ag⁰ восстановительN⁵⁺ + 3e = N²⁺ | 1 восстановление, N⁵⁺ окислитель Найдем массу кислоты в первоначальном растворе:m(HNO₃) = w₁*mр-ра = 31,5*100 = 31,5(г) Пусть прореагировало Х молей серебра Масса этого количества серебра: М(Ag)*Х = 108Х г Так как по реакции на 4 моля кислоты приходится 3 моля серебра, то количество кислоты, вступившей в реакцию: (4/3)*Х Молярная масса азотной кислоты: М(HNO₃) = 1+14+3*16 = 63 (г/моль) Масса кислоты вступившей в реакцию: m₁(HNO₃) = M(HNO₃)*(4Х/3) = 63* 4Х/3 = 84Х (г) Осталось кислоты: m₂(HNO₃) = m(HNO₃) - m₁(HNO₃) = (31,5 - 84Х) (г) По реакции образуется (Х/3) молей оксида азота(II), который улетучивается, т.к. не растворим в воде. Молярная масса оксида: M(NO) = 14+16 = 30 (г/моль) Масса оксида азота: m(NO) = M(NO)*(Х/3) = 30*Х/3 = 10Х (г) Масса до реакции состояла из массы Х молей серебра и 100 г раствора кислоты: 100 + 108Х После реакции масса раствора
уменьшилась только на массу улетевшего оксида азота, т.к. масса серебра перешла в раствор, и конечная масса стала: 100 + 108Х - 10Х = (100 - 98Х) (г) По условию массовая доля кислоты в конечном растворе составила 6,3 %, т.е.:(31,5 - 84Х)/(100 + 98Х) = 63/1000 Решим данное уравнение относительно Х :63*(100 + 98Х) = 1000(31,5 - 84Х)6300 + 6174Х = 31500 - 84000Х90174Х = 25200;Х = 0,28 молей И масса серебра будет: m(Ag) = M(Ag)*Х = 108*0,28 = 30,24 г
Ответ: 30,24 г