В 120 мл рас­тво­ра азот­ной кис­ло­ты с мас­со­вой долей 7% (плот­но­стью 1,03 г/мл) внес­ли 12,8 г кар­би­да каль­ция. Сколь­ко мил­ли­лит­ров 20%-ной со­ля­ной кис­ло­ты (плот­но­стью 1,10 г/мл) сле­ду­ет до­ба­вить к по­лу­чен­ной смеси для её пол­ной ней­тра­ли­за­ции?

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для начала найдем количество молекул азотной кислоты в 120 мл ее раствора. Масса азотной кислоты в растворе равна:
m(NH3) = V ρ c,
где V - объем раствора, ρ - плотность раствора, c - массовая доля азотной кислоты.

m(NH3) = 120 мл 1,03 г/мл 0,07 = 8,316 г.

Следовательно, количество молекул азотной кислоты в растворе равно:
n(NH3) = m(NH3) / M(NH3),
где M(NH3) - молярная масса азотной кислоты.

M(NH3) = 14 + 3 * 1 = 17 г/моль,
n(NH3) = 8,316 г / 17 г/моль ≈ 0,489 моль.

Теперь найдем количество молекул карбида кальция:
n(CaC2) = m(CaC2) / M(CaC2),
где M(CaC2) - молярная масса карбида кальция.

M(CaC2) = 40 + 2 * 12 = 64 г/моль,
n(CaC2) = 12,8 г / 64 г/моль = 0,2 моль.

Так как азотная кислота реагирует с карбидом кальция по уравнению:
CaC2 + 2NH3 → CaCN2 + 2H2,
то для полной нейтрализации 1 моль CaC2 требуется 2 моля NH3.

То есть для 0,2 моль CaC2 потребуется 0,4 моль NH3. То есть, общее количество молекул NH3 после реакции будет равно 0,489 моль - 0,4 моль = 0,089 моль.

Теперь найдем массу 20%-ной соляной кислоты, необходимой для полной нейтрализации:
m(HCl) = n(HCl) * M(HCl),
где M(HCl) - молярная масса соляной кислоты.

M(HCl) = 1 + 35,5 = 36,5 г/моль,
n(HCl) = 0,089 моль,
m(HCl) = 0,089 моль * 36,5 г/моль = 3,2485 г.

Объем 20%-ной соляной кислоты равен:
V(HCl) = m(HCl) / (c * ρ(HCl)),
где c - массовая доля кислоты, ρ(HCl) - плотность кислоты.

c = 0,20, ρ(HCl) = 1,10 г/мл,
V(HCl) = 3,2485 г / (0,20 * 1,10) = 14,76 мл.

Таким образом, необходимо добавить 14,76 мл 20%-ной соляной кислоты для полной нейтрализации смеси.