Массовая доля соли после растворения аммиака в серной кислоте

`m_text{исх.}(р-ра) = 1960 text{ г}`

`ω_text{исх.}(H_2SO_4) = 5%`

`V(NH_3) = 2.24 text{ л}`

`ω_text{итог.}(соли) = text{ ?}`

Запишем возможные уравнения реакций аммиака с серной кислотой. В зависимости от соотношения реагентов, могут образовываться сульфат аммония `(NH_4)_2SO_4` и гидросульфат аммония `NH_4HSO_4`:

`2NH_3 + H_2SO_4 = (NH_4)_2SO_4`

`NH_3 + H_2SO_4 = NH_4HSO_4`

Найдём массу серной кислоты в исходном растворе:

`m_text{исх.}(H_2SO_4) = (ω_text{исх.}(H_2SO_4)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (5*1960)/100 = 98 text{ г}`

Найдём количество вещества серной кислоты:

`n(H_2SO_4) = (m_text{исх.}(H_2SO_4))/(M(H_2SO_4)) = 98/98 = 1 text{ моль}`

Найдём количество вещества аммиака:

`n(NH_3) = (V(NH_3))/V_m = 2.24/22.4 = 0.1 text{ моль}`

Для полного взаимодействия 0.1 моль `NH_3` требуется 0.05 моль `H_2SO_4` с образованием сульфата аммония `(NH_4)_2SO_4)` и 0.1 моль `H_2SO_4` с образованием гидросульфата аммония `NH_4HSO_4`. Серной кислоты хватает для полного протекания второй реакции. Расчёт ведём по аммиаку.

Согласно уравнению реакции, количество вещества сульфата аммония:

`n(NH_4HSO_4) = n(NH_3) = 0.1 text{ моль}`

Найдём массу сульфата аммония:

`m(NH_4HSO_4) = n(NH_4HSO_4)*M(NH_4HSO_4) = 0.1*115 = 11.5 text{ г}`

Масса аммиака:

`m(NH_3) = n(NH_3)*M(NH_3) = 0.1*17 = 1.7 text{ г}`

Масса итогового раствора:

`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(NH_3) = 1960 + 1.7 = 1961.7 text{ г}`

Вычислим массовую долю сульфата аммония в полученном растворе:

`ω_text{итог.}(NH_4HSO_4) = (100*m(NH_4HSO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*11.5)/1961.7 = 0.5862%`

`ω_text{итог.}(NH_4HSO_4) = 0.5862%`