Объем аммиака для получения 15% раствора
Сколько литров NH3 (объем измерен при нормальных условиях) следует растворить в 200 г 10%-ного (по массе) раствора NH4OH, чтобы получить 15%-ный раствор NH4OH?
Дано
`m_text{исх.}(р-ра) = 200 text{ г}`
`ω_text{исх.}(NH_4OH) = 10%`
`ω_text{итог.}(NH_4OH) = 15%`
Найти
`V(NH_3) = text{?}`
Решение
При растворении аммиака в воде образуется гидроксид аммония:
`NH_3 + H_2O = NH_4OH`
Найдём массу гидроксида аммония (аммиачной воды) в исходном растворе:
`m_text{исх.}(NH_4OH) = (ω_text{исх.}(NH_4OH) * m_text{исх.}(р-ра)) / 100 = (10 * 200) / 100 = 20 text{ г}`
Пусть масса добавляемого аммиака:
`m(NH_3) = x`
Общая масса NH₄OH в конечном растворе:
`m_text{итог.}(NH_4OH) = m_text{исх.}(NH_4OH) + m(NH_3) = 20 + x`
Масса конечного раствора увеличится на массу поглощённого аммиака:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(NH_3) = 200 + x`
Составим уравнение для массовой доли NH₄OH в конечном растворе:
`ω_text{итог.}(NH_4OH) = (100 * m_text{итог.}(NH_4OH)) / (m_text{итог.}(р-ра))`
`15 = (100 * (20 + x)) / (200 + x)`
`3 * (200 + x) = 20 * (20 + x)`
`600 + 3 * x = 400 + 20 * x`
`x = 200 / 17 = 11.76 text{ г}`
Найдём количество вещества аммиака:
`n(NH_3) = (m(NH_3)) / (M(NH_3)) = 11.76 / 17 = 0.6918 text{ моль}`
Найдём объём аммиака при н.у.:
`V(NH_3) = n(NH_3) * V_m = 0.6918 * 22.4 = 15.5 text{ л}`
Ответ
`V(NH_3) = 15.5 text{ л}`