Объем 98% и 97% азотной кислоты для реакции с медью 32 г
Промышленность выпускает два сорта концентрированной азотной кислоты: первый – с массовой долей HNO3 98% и второй – с массовой долей HNO3 97%. Вычислите объем раствора азотной кислоты первого сорта и объем раствора азотной кислоты второго сорта, которые потребовались бы для взаимодействия с медью массой 32 г для получения оксида азота (IV) (плотность растворов составляет 1,5 г/см3).
Дано
`m(Cu) = 32 text{ г}`
`ω_1(HNO_3) = 98%`
`ω_2(HNO_3) = 97%`
`ρ_1(HNO_3) = ρ_2(HNO_3) = 1.5 text{ г/см}^3`
Найти
`V_1(р-ра) = text{ ?}`
`V_2(р-ра) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции меди с концентрированной азотной кислотой:
`Cu + 4HNO_3 = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 text{↑} + 2H_2O`
Найдём количество вещества меди:
`n(Cu) = (m(Cu))/(M(Cu)) = 32/64 = 0.5 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества азотной кислоты в 4 раза больше количества меди:
`n(HNO_3) = 4*n(Cu) = 4*0.5 = 2 text{ моль}`
Найдём массу чистой азотной кислоты:
`m(HNO_3) = n(HNO_3)*M(HNO_3) = 2*63 = 126 text{ г}`
Рассчитаем массу 98%-ного раствора азотной кислоты:
`m_1(р-ра) = (100*m(HNO_3))/(ω_1(HNO_3)) = (100*126)/98 = 128.6 text{ г}`
Найдём объём этого раствора:
`V_1(р-ра) = (m_1(р-ра))/(ρ_1(HNO_3)) = 128.6/1.5 = 85.73 text{ мл}`
Рассчитаем массу 97%-ного раствора азотной кислоты:
`m_2(р-ра) = (100*m(HNO_3))/(ω_2(HNO_3)) = (100*126)/97 = 129.9 text{ г}`
Найдём объём этого раствора:
`V_2(р-ра) = (m_2(р-ра))/(ρ_2(HNO_3)) = 129.9/1.5 = 86.6 text{ мл}`
Ответ
`V_1(р-ра) = 85.73 text{ мл}`
`V_2(р-ра) = 86.6 text{ мл}`