На примере решения данной задачи рассмотрим два решения задач на определение состава смеси.
Первый алгебраический):
Запишем уравнения реакций растворения меди и серебра в концентрированной азотной кислоте:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (1)
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O (2)
Обозначим массу меди в сплаве – х г, а массу нитрата меди (II) – у г, тогда масса серебра в сплаве – (3 – х) г, а масса нитрата серебра – (7,34 – у) г.
По уравнению (1) количество вещества меди вступившего в реакцию равно количеству вещества нитрата меди (II) образовавшемуся в результате взаимодействия:
или
По уравнению (2) количество вещества серебра вступившего в реакцию равно количеству вещества нитрата серебра образовавшемуся в результате взаимодействия:
или
Получили систему уравнений с двумя неизвестными:
Решив систему уравнений методом подстановки, найдем значение х равное 1,92 г, то есть масса меди в сплаве равна 1,92 г. Тогда масса серебра составляет:
m (Ag) = m (сплава) – m (Cu) = 3 – 1,92 = 1,08 (г)
«Реакция» фотосинтеза (в кавычках, потому что это просто материальный баланс сложнейшего процесса, состоящего из многих реакций): 6*22,4м3--6кмоль---180 кг6*22,4м3 6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2 448 м3---х кмольу кгz м3— х = n(H2O) = 448*6/(6*22,4) = 20 кмоль (потребовалось 20 киломолей воды) у = m(C6H12O6) = 448*180/(6*22,4) = 600 кг (масса, образовавшейся глюкозы) z = V(O2) = 448*6*22,4/(6*22,4) = 448 м3 (объем образовавшегося кислорода) Второй решения. Из уравнения следует: 1) Кислорода по количеству вещества (по числу молей или киломолей) образовалось столько же, сколько было затрачено углекислого газа. Следовательно, и объем образовавшегося кислорода равен объему углекислого газа (это следует из закона Авогадро). V(O2) = 448 м3 2) Глюкозы по числу киломолей образовалось в 6 раз меньше, чем было затрачено углекислого газа. Число киломолей СО2 = 448м3 / 22,4м3/кмоль = 20кмоль; глюкозы образовалось 20/6 кмоль или по массе (20/6)кмоль*180кг/кмоль = 600 кг m(C6H12O6) = 600 кг 3) Воды количеству вещества потребовалось столько же, сколько и углекислого газа, т. е. 20 кмоль n(H2O) = 20 кмоль. (По современной методике химии рекомендуется тот решения, который здесь приведен вторым. Для больших масс веществ обычно удобнее первый, но, как оказалось, в данном случае второй короче по числу вычислений. Это потому что масса тут только для одного вещества – глюкозы, а для СО2 и Н2О – объемы и количество вещества, пропорциональные коэффициентам в уравнении реакции. К тому же числа тут «круглые» :-) ).
Дано:
m (Cu+Ag) = 3 г
М (Cu) = 64 г/моль
М (Ag) = 108 г/моль
М (Cu(NO3)2) = 188 г/моль
М (AgNO3) = 170 г/моль
Найти:
ω (Cu)
ω (Ag)
На примере решения данной задачи рассмотрим два решения задач на определение состава смеси.
Первый алгебраический):
Запишем уравнения реакций растворения меди и серебра в концентрированной азотной кислоте:
Cu + 4HNO3 = Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (1)
Ag + 2HNO3 = AgNO3 + NO2 + H2O (2)
Обозначим массу меди в сплаве – х г, а массу нитрата меди (II) – у г, тогда масса серебра в сплаве – (3 – х) г, а масса нитрата серебра – (7,34 – у) г.
По уравнению (1) количество вещества меди вступившего в реакцию равно количеству вещества нитрата меди (II) образовавшемуся в результате взаимодействия:
или
По уравнению (2) количество вещества серебра вступившего в реакцию равно количеству вещества нитрата серебра образовавшемуся в результате взаимодействия:
или
Получили систему уравнений с двумя неизвестными:
Решив систему уравнений методом подстановки, найдем значение х равное 1,92 г, то есть масса меди в сплаве равна 1,92 г. Тогда масса серебра составляет:
m (Ag) = m (сплава) – m (Cu) = 3 – 1,92 = 1,08 (г)
ответ: ω(Cu) = 64%, ω(Al) = 36%.
Объяснение:
6*22,4м3--6кмоль---180 кг6*22,4м3
6 CO2 + 6 H2O = C6H12O6 + 6 O2
448 м3---х кмольу кгz м3—
х = n(H2O) = 448*6/(6*22,4) = 20 кмоль (потребовалось 20 киломолей воды)
у = m(C6H12O6) = 448*180/(6*22,4) = 600 кг (масса, образовавшейся глюкозы)
z = V(O2) = 448*6*22,4/(6*22,4) = 448 м3 (объем образовавшегося кислорода)
Второй решения.
Из уравнения следует:
1) Кислорода по количеству вещества (по числу молей или киломолей) образовалось столько же, сколько было затрачено углекислого газа. Следовательно, и объем образовавшегося кислорода равен объему углекислого газа (это следует из закона Авогадро).
V(O2) = 448 м3
2) Глюкозы по числу киломолей образовалось в 6 раз меньше, чем было затрачено углекислого газа. Число киломолей СО2 = 448м3 / 22,4м3/кмоль = 20кмоль; глюкозы образовалось 20/6 кмоль или по массе (20/6)кмоль*180кг/кмоль = 600 кг
m(C6H12O6) = 600 кг
3) Воды количеству вещества потребовалось столько же, сколько и углекислого газа, т. е. 20 кмоль
n(H2O) = 20 кмоль.
(По современной методике химии рекомендуется тот решения, который здесь приведен вторым. Для больших масс веществ обычно удобнее первый, но, как оказалось, в данном случае второй короче по числу вычислений. Это потому что масса тут только для одного вещества – глюкозы, а для СО2 и Н2О – объемы и количество вещества, пропорциональные коэффициентам в уравнении реакции. К тому же числа тут «круглые» :-) ).