Выход продукта реакции при сливании растворов
При сливании 638,35 мл 14%-ного раствора сульфата натрия (ρ = 1,112 г/мл) и 633,9 мл 25%-ного раствора хлорида бария (ρ = 1,05 г/мл) образовалось 146,8 г осадка. Определите выход продукта реакции.
Дано
`V(text{р-ра } Na_2SO_4) = 638.35 text{ мл}`
`ω(Na_2SO_4) = 14%`
`ρ(text{р-ра } Na_2SO_4) = 1.112 text{ г/мл}`
`V(text{р-ра } BaCl_2) = 633.9 text{ мл}`
`ω(BaCl_2) = 25%`
`ρ(text{р-ра } BaCl_2) = 1.05 text{ г/мл}`
`m_text{практ.}(BaSO_4) = 146.8 text{ г}`
Найти
`η(BaSO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции:
`Na_2SO_4 + BaCl_2 = BaSO_4 text{↓} + 2NaCl`
Найдём массы исходных растворов:
`m(text{р-ра } Na_2SO_4) = ρ(text{р-ра } Na_2SO_4)*V(text{р-ра } Na_2SO_4) = 1.112*638.35 = 710 text{ г}`
`m(text{р-ра } BaCl_2) = ρ(text{р-ра } BaCl_2)*V(text{р-ра } BaCl_2) = 1.05*633.9 = 665.6 text{ г}`
Найдём массы чистых реагентов:
`m(Na_2SO_4) = (ω(Na_2SO_4)*m(text{р-ра } Na_2SO_4))/100 = (14*710)/100 = 99.4 text{ г}`
`m(BaCl_2) = (ω(BaCl_2)*m(text{р-ра } BaCl_2))/100 = (25*665.6)/100 = 166.4 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(Na_2SO_4) = (m(Na_2SO_4))/(M(Na_2SO_4)) = 99.4/142 = 0.7 text{ моль}`
`n(BaCl_2) = (m(BaCl_2))/(M(BaCl_2)) = 166.4/208 = 0.8 text{ моль}`
По уравнению реакции вещества реагируют в соотношении 1:1. Сульфат натрия в недостатке, поэтому расчёт ведём по нему.
Согласно уравнению реакции, теоретическое количество вещества сульфата бария равно количеству вещества сульфата натрия:
`n_text{теор.}(BaSO_4) = n(Na_2SO_4) = 0.7 text{ моль}`
Найдём теоретическую массу сульфата бария:
`m_text{теор.}(BaSO_4) = n_text{теор.}(BaSO_4)*M(BaSO_4) = 0.7*233 = 163.1 text{ г}`
Вычислим выход продукта реакции:
`η(BaSO_4) = (100*m_text{практ.}(BaSO_4))/(m_text{теор.}(BaSO_4)) = (100*146.8)/163.1 = 90%`
Ответ
`η(BaSO_4) = 90%`