Раствор очень разбавленной азотной кислоты с плотностью 1,02 г/мл разделили на три равные части, к каждой из которых добавили образцы Mg, Ca и Zn равной массы. Определите молярные концентрации веществ в полученных растворах, если известно, что в результате растворения магния было получено 922 мл раствора с плотностью 1,025 г/мл, а суммарная молярная концентрация ионов в этом растворе была на 20 % меньше соответствующей концентрации ионов в исходном растворе азотной кислоты. Изменениями объема растворов в результате реакций пренебречь.(ответ такой нужно решение: С{Са(NO3)2} = 0,125 моль/л; С(NH4NO3) = 0,0312 моль/л; С(HNO3) = 0,469 моль/л. С{Mg(NO3)2} = 0,213 моль/л; С(NH4NO3) = 0,0521 моль/л. С{Zn(NO3)2} = 0,0769 моль/л; С(NH4NO3) = 0,0,192 моль/л; С(HNO3) = 0,589 моль/л. )

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Рассчитаем молекулярные массы соединений:

Mg(NO3)2: Mg - 24,3 г/моль, N - 14,0 г/моль, O - 16,0 г/моль
Mg(NO3)2 = 24,3 + 2(14 + 316) = 24,3 + 2*62 = 24,3 + 124 = 148,3 г/мольCa(NO3)2: Ca - 40,1 г/моль, N - 14,0 г/моль, O - 16,0 г/моль
Ca(NO3)2 = 40,1 + 2(14 + 316) = 40,1 + 2*62 = 40,1 + 124 = 164,1 г/мольZn(NO3)2: Zn - 65,4 г/моль, N - 14,0 г/моль, O - 16,0 г/моль
Zn(NO3)2 = 65,4 + 2(14 + 316) = 65,4 + 2*62 = 65,4 + 124 = 189,4 г/моль

Найдем массу образцов Mg, Ca и Zn добавленных к каждому раствору.
Пусть общая масса раствора, которую мы поделили на три равные части, равна m.

Масса образца Mg: m Mg = m/3
Масса образца Ca: m Ca = m/3
Масса образца Zn: m Zn = m/3

Рассчитаем количество веществ в полученных растворах.
3.1. Для раствора с магнием (Mg).
Пусть V1 - объем раствора магния, расчет плотности его можно провести так:
π1 = m1/V1 = 1,02 г/мл
m1 = π1 V1
m1 = 1,025 922 = 942,55 г

Тогда количество вещества магния: n(Mg) = m1/Mg(NO3)2 = 942,55/148,3 = 6,35 моль

Поскольку суммарная молярная концентрация ионов в этом растворе была на 20 % меньше соответствующей концентрации ионов в исходном растворе азотной кислоты, то:
C(NH4NO3) = 0,8 C(NH4NO3 изначальный)
C(HNO3) = 0,8 C(HNO3 изначальный)

C(азотной кислоты) = 0,8 * C(азотной кислоты изначальной)

C(азотной кислоты) = n(HNO3) + 2 n(Mg(NO3)2) = 0,8 C(азотной кислоты изначальной) - это уравнение 1

Найдем соотношение между массой и объемом полученного раствора с магнием:
m1 = π1 V1
942,55 = 1,025 V1
V1 = 942,55 / 1,025 = 920,49 мл

Тогда, C(Mg(NO3)2) = n(Mg)/V1 = 6,35/920,49 = 0,0069 моль/л

Рассчитаем n(NH4NO3):
n(NH4NO3) = 0,021875 V(NH4NO3) = 0,020 С(NH4NO3) V1
n(NH4NO3) = 0,020 * 920,49 = 18,41 ммоль

Так как взаимодействует Mg и HNO3, не выводим данное уравнение, а вырежем H2, и заменим на NH4NO3.

n(HNO3) = n(H2)/2
n(HNO3) = 6,35/2 = 3,175 моль

Таким образом, C(NH4NO3) = 18,41/920,49 = 0,02 моль/л; C(HNO3) = 3,175/920,49 = 0,00345 моль/л

Итак, рассчитав молярные концентрации в растворе с магнием, мы получаем:
C(Mg(NO3)2) = 0,0069 моль/л; С(NH4NO3) = 0,02 моль/л; С(HNO3) = 0,00345 моль/л

Аналогичные операции проводим для растворов с Ca и Zn, чтобы найти молярные концентрации в них.