Определите процентное содержание серебра и меди в сплаве, если 23,6 г сплава растворили в избытке концентрированной азотной
Объяснение: Чтобы определить процентное содержание серебра и меди в сплаве, мы будем использовать метод газообразной водородной пробы.
Сперва заметим, что бурый газ, выделившийся в результате реакции, представляет собой оксид азота (II), NO. В уравнении реакции соотношение между сплавом, серебром (Ag), медью (Cu) и образовавшимся NO можно представить следующим образом:
2Ag + 2Cu + 4HNO₃ → 2AgNO₃ + 2Cu(NO₃)₂ + 2H₂O + 2NO
Из данного уравнения видно, что 2 моль Ag соответствуют 2 молям AgNO₃, а также 2 моли Cu соответствуют 2 молям Cu(NO₃)₂. Следовательно, отношение между Ag и Cu в сплаве составляет 1:1.
Зная массу сплава, который мы растворили, и зная молярную массу AgNO₃ и Cu(NO₃)₂, легко можно рассчитать процентное содержание серебра и меди в сплаве.
Пример использования: Пусть масса сплава, растворенного в азотной кислоте, равна 23,6 г.
Молярная масса AgNO₃: 169,87 г/моль.
Молярная масса Cu(NO₃)₂: 187,57 г/моль.
Рассчитаем молярные массы Ag и Cu:
Молярная масса Ag: 107,87 г/моль.
Молярная масса Cu: 63,55 г/моль.
Рассчитаем количество реагентов, соответствующих Ag и Cu:
Моль Ag = масса Ag / молярная масса Ag = 23,6 г / 107,87 г/моль ≈ 0,219 моль Ag.
Моль Cu = масса Cu / молярная масса Cu = 23,6 г / 63,55 г/моль ≈ 0,371 моль Cu.
Поскольку соотношение Ag и Cu в сплаве составляет 1:1, процентное содержание Ag и Cu в сплаве одинаково и составляет:
Процентное содержание Ag = (масса Ag / масса сплава) * 100% = (0,219 моль Ag / 0,59 моль сплава) * 100% ≈ 37%.
Процентное содержание Cu = (масса Cu / масса сплава) * 100% = (0,371 моль Cu / 0,59 моль сплава) * 100% ≈ 63%.
Совет: Чтобы лучше понять данный метод решения задачи, рекомендуется разобраться с принципами химических реакций и мольных расчетов. Изучение стехиометрии, молярной массы и простых химических уравнений позволит более легко выполнять подобные задания.
Упражнение: Определите процентное содержание алюминия и железа в сплаве, если 35 г сплава растворили в избытке соляной кислоты, а выделилось 5 л водорода (н.у.). Молярные массы Al и Fe равны 26,98 г/моль и 55,85 г/моль соответственно.