Гашеная известь — это гидроксид кальция, имеющий химическую формулу Ca(OH)₂. Азотная кислота (HNO₃) реагирует с гидроксидом кальция, образуя нитрат кальция и воду. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
[ Ca(OH)_2 + 2HNO_3 \rightarrow Ca(NO_3)_2 + 2H_2O ]
Для решения задачи нам нужно определить массу нитрата кальция (Ca(NO₃)₂), которая получится при действии 3,15 г чистой азотной кислоты с учетом массовой доли выхода 0,98 (98%).
- Определим количество вещества азотной кислоты (HNO₃):
Молярная масса HNO₃: 1 (водород) + 14 (азот) + 3 * 16 (кислород) = 63 г/моль.
Количество вещества (n) HNO₃:
[ n(HNO_3) = \frac{m(HNO_3)}{M(HNO_3)} ]
[ n(HNO_3) = \frac{3.15 \text{ г}}{63 \text{ г/моль}} = 0.05 \text{ моль} ]
- Определим количество вещества нитрата кальция (Ca(NO₃)₂), которое образуется:
По уравнению реакции на 1 моль Ca(OH)₂ требуется 2 моль HNO₃, и в результате образуется 1 моль Ca(NO₃)₂. Значит, из 0.05 моль HNO₃ образуется:
[ n(Ca(NO_3)_2) = \frac{0.05 \text{ моль HNO}_3}{2} = 0.025 \text{ моль Ca(NO}_3)_2 ]
- Определим теоретическую массу нитрата кальция (Ca(NO₃)₂):
Молярная масса Ca(NO₃)₂: 40 (кальций) + 2 (14 (азот) + 3 16 (кислород)) = 164 г/моль.
Масса нитрата кальция:
[ m_{теор} (Ca(NO_3)_2) = n(Ca(NO_3)_2) \times M(Ca(NO_3)_2) ]
[ m_{теор} (Ca(NO_3)_2) = 0.025 \text{ моль} \times 164 \text{ г/моль} = 4.1 \text{ г} ]
- С учетом массовой доли выхода 0.98 (98%):
Реальная масса нитрата кальция:
[ m_{реал} (Ca(NO_3)2) = m{теор} (Ca(NO_3)_2) \times 0.98 ]
[ m_{реал} (Ca(NO_3)_2) = 4.1 \text{ г} \times 0.98 = 4.018 \text{ г} ]
Таким образом, при взаимодействии 3,15 г чистой азотной кислоты с гашеной известью и массовой долей выхода 0.98 получится 4.018 г нитрата кальция.