Химическое соединение гидроксид бария, также известное как едкий барит, может быть нейтрализовано раствором азотной кислоты. Хочется узнать, достаточно ли 200 г раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты, равной 5%, для нейтрализации 17,1 г гидроксида бария. Необходимо подтвердить ответ с помощью расчетов.
Пошаговый ответ:
Уравнение реакции нейтрализации для данного случая будет выглядеть следующим образом:
HNO3 + Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + H2O
Из уравнения видно, что на одну молекулу гидроксида бария (Ba(OH)2) требуется две молекулы азотной кислоты (HNO3) для нейтрализации.
1) Рассчитаем количество молекул гидроксида бария (Ba(OH)2):
molar_mass_Ba(OH)2 = molar_mass_Ba + 2 * molar_mass_O + 2 * molar_mass_H
molar_mass_Ba(OH)2 = 137.33 g/mol + 2 * 16.00 g/mol + 2 * 1.01 g/mol
molar_mass_Ba(OH)2 = 171.33 g/mol
moles_Ba(OH)2 = mass_Ba(OH)2 / molar_mass_Ba(OH)2
moles_Ba(OH)2 = 17.1 g / 171.33 g/mol
moles_Ba(OH)2 ≈ 0.1 mol
2) Рассчитаем количество молекул азотной кислоты (HNO3) в 200 г раствора:
mass_HNO3 = 0.05 * 200 g
mass_HNO3 = 10 g
molar_mass_HNO3 = 1 * molar_mass_H + 1 * molar_mass_N + 3 * molar_mass_O
molar_mass_HNO3 = 1.01 g/mol + 14.01 g/mol + 3 * 16.00 g/mol
molar_mass_HNO3 = 63.01 g/mol
moles_HNO3 = mass_HNO3 / molar_mass_HNO3
moles_HNO3 = 10 g / 63.01 g/mol
moles_HNO3 ≈ 0.1588 mol
3) Сравним количество молекул гидроксида бария и азотной кислоты:
Между 1 молью гидроксида бария и 2 молями азотной кислоты существует соотношение 1:2. Это значит, что на нейтрализацию 0.1 моль гидроксида бария необходимо 0.2 моль азотной кислоты.
Полученное количество молей азотной кислоты (0.1588 моль) менее чем вдвое меньше требуемого количества для нейтрализации гидроксида бария (0.2 моль). Поэтому 200 г раствора азотной кислоты с массовой долей кислоты, равной 5%, не достаточно для нейтрализации 17.1 г гидроксида бария.
Таким образом, можно утверждать, что 200 г раствора азотной кислоты не будет достаточно для нейтрализации 17.1 г гидроксида бария.