Дано: Vр-ра(HNO₃) = 57,8 млρ = 1,09 г/млw(HNO₃) = 16%m(Na₂CO₃) = 5,3 гНайти: w в-вРешение В растворе протекает реакция нейтрализации:2НNO₃ + Na₂CO₃ = 2NaNO₃ + CO₂↑ + H₂O
На 1 моль соды по уравнению расходуется 2 моля кислоты, образуется 2 моля соли (нитрата натрия) и моль углекислого газа, который улетучивается из раствора. Найдем количества и массы веществ до и после реакции. Масса раствора азотной кислоты до реакции: mр-ра(HNO₃)= ρ*Vр-ра(HNO₃) = 1,09*57,8 = 63 г Масса кислоты в растворе до реакции:m(HNO₃) = (w(HNO₃)*mр-ра(HNO₃))/100% = 16*63/100 = 10,08 г Молярная масса азотной кислоты: M(HNO₃) = 1+14+16*3=63 (г/моль) Химическое количество кислоты до реакции: n(HNO₃) = m(HNO₃)/M(HNO₃) = 10,08/63 = 0,16 (моля) Молярная масса карбоната натрия: M(Na₂CO₃) = 23*2+12+16*3 = 106 (г/моль) Химическое количество карбоната натрия:n(Na₂CO₃) = m(Na₂CO₃)/M(Na₂CO₃) = 5,3/106 = 0,05 (моля) Согласно уравнению реакции прореагирует: n₁(HNO₃) = 2n(Na₂CO₃) = 2*0,05 = 0,10 (моля) кислоты. Остаток кислоты: n₂(HNO₃) = n(HNO₃) - n₁(HNO₃) = 0,16 - 0,10 = 0,06 (моля) Масса оставшейся кислоты: m₁(HNO₃) = n₂(HNO₃)*M(HNO₃) = 0,06*63 = 3,78 (г) Химическое количество образовавшейся соли: n(NaNO₃) = 2n(Na₂CO₃) = 2*0,05 = 0,10 (моля). Молярная масса нитрата натрия: M(NaNO₃) = 23+14+16*3 = 85 (г/моль) Масса образовавшейся соли: m*NaNO₃ = n(NaNO₃)*M(NaNO₃) = 0,1*85 = 8,5 (г) Химическое количество образовавшегося углекислого газа: n(CO₂) = n(Na₂CO₃) = 0,05(моля) Молярная масса углекислого газа: М(СО₂) = 12+16*2 = 44 (г/моль) Масса углекислого газа: m(CO₂) = n(CO₂)*M(CO₂) = 0,05*44 = 2,2 (г) Масса до реакции: m = mр-ра(HNO₃) + m(Na₂CO₃) = 63 + 5,3 = 68,3 (г) В результате реакции масса уменьшилась за счет улетевшего углекислого газа и стала: m₁ = m - m(CO₂) = 68,3 - 2,2 = 66,1 (г) Массовая доля нитрата натрия: w(NaNO₃) = (m(NaNO₃)/m₁)*100% = (8,5/66,1)*100% ≈ 12,9 % Массовая доля остатка азотной кислоты: w₁(HNO₃) = [m₂(HNO₃)/m₁]*100% = (3,78/66,1)*100% ≈ 5,7 %
Ответ: 12,9% NaNO₃; 5,7% HNO₃