Задача по химии Определить объём газа который образуется при взаимодействии 170г 12%-го раствора азотной кислоты с сульфидом калия массой 62г

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения задачи, сначала определим состав реакций и молекулы, которые участвуют в данном процессе.

Определение массы азотной кислоты в растворе:
12% раствор азотной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 12 г HNO₃. В 170 г раствора будет:
[
\text{масса HNO}_3 = \frac{12}{100} \cdot 170 = 20.4 \text{ г}
]

Запись реакции:
Взаимодействие между азотной кислотой (HNO₃) и сульфидом калия (K₂S) можно описать следующим уравнением:
[
2 \text{HNO}_3 + \text{K}_2\text{S} \rightarrow \text{K}_2\text{SO}_4 + 2 \text{H}_2\text{O} + \text{H}_2\text{S}
]

Определение количества реагентов:

Молярная масса HNO₃: ( 1 + 14 + 3 \times 16 = 63 \text{ г/моль} )
Количество молей HNO₃:
[
n(\text{HNO}_3) = \frac{20.4 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} \approx 0.324 \text{ моль}
]

Молярная масса K₂S: ( 2 \times 39 + 32 = 110 \text{ г/моль} )
Количество молей K₂S:
[
n(\text{K}_2\text{S}) = \frac{62 \text{ г}}{110 \text{ г/моль}} \approx 0.564 \text{ моль}
]

Определение лимитирующего реагента:
По уравнению реакции видно, что на 1 моль K₂S требуется 2 моля HNO₃. То есть для 0.564 моль K₂S потребуется:
[
0.564 \text{ моль K}_2\text{S} \times 2 = 1.128 \text{ моль HNO}_3
]
У нас имеется только 0.324 моль HNO₃, следовательно, он является лимитирующим реагентом.

Определение объема образующегося газообразного продукта (H₂S):
По уравнению видно, что 2 моль HNO₃ дают 1 моль H₂S:
[
\text{н}(\text{H}_2\text{S}) = \frac{0.324 \text{ моль HNO}_3}{2} = 0.162 \text{ моль H}_2\text{S}
]

Расчет объема H₂S при нормальных условиях (0°C, 1 атм):
При нормальных условиях 1 моль газа занимает объем 22.4 л:
[
V(\text{H}_2\text{S}) = 0.162 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} \approx 3.63 \text{ л}
]

Таким образом, объем газа, который образуется в результате реакции, составляет approximately 3.63 литра.