В результате термического разложения смеси нитратов серебра и меди образовалась газовая смесь с плотностью по воздуху 1,4655. Определите массовые доли веществ в исходной смеси солей.
1. Запишем уравнение реакции:
2AgNO3 = 2Ag + 2NO2↑ + O2↑ (1)
2Cu(NO3)2 = 2CuO + 4NO2↑ + O2↑ (2)
Определяем среднюю молярную массу образовавшейся смеси газов и объемные доли газов в смеси:
Мср = 1,4655∙29=42,4995 г\моль
ϕ(NО2) · 46 + ϕ(О2) · 32 = 42,4995;
ϕ(О2) = 1 — ϕ(NО2);
ϕ(NО2) · 46 + 32 · (1 — ϕ(NО2) =42,4995
ϕ(NО2) = 0,75;
ϕ(О2) = 1 – 0,75 = 0,25.
2. Допустим, что образовался 1 л газовой смеси, тогда V(NО2) в ней = 0,75 л, а V(О2)= 0,25 л.
Согласно уравнениям реакции, всего образовалось 6 молей оксида азота (IV), то есть 0,75/6 = 0,125 л на каждый моль.
Тогда, по реакции (1) образовалось V1(NO2) = 0,125∙2 = 0,25 л или 0,011 моль
по реакции (2) V2(NO2) = 0,125∙4=0,5 л или 0,0223 моль
3. Согласно уравнению реакции (1) 2n(AgNO3) = 2n(NO2), n(AgNO3) = 0,011 моль, m(AgNO3) =0,011∙170=1,87 г
Согласно уравнению реакции (2) 2n(Cu(NO3)2)= 4n(NO2),n(Cu(NO3)2)=1/2n(NO2)= 0,011 моль, m(Cu(NO3)2)= 0,011∙188=2,068г
4. Найдем массовые доли исходных веществ:
m(общ.) = 1,87+2,068 = 3,938 г
Ѡ(AgNO3) = 1,87/3,938 = 0,4749 или 47,49%
Ѡ(Cu(NO3)2) = 2,068/3,938 = 0,5251 или 52,51%
Ответ: ϕ(AgNO3) = 47,49 %; ϕ[Cu(NO3)2] = 52,51 %.