Какова массовая доля хлороводорода в соляной кислоте, если 15,68 л аммиака полностью реагируют с 200 г соляной кислоты?

Данная задача предполагает использование уравнения реакции между аммиаком (NH₃) и соляной кислотой (HCl) для определения массовой доли хлороводорода в соляной кислоте.

Сначала запишем уравнение реакции:

NH₃ + HCl → NH₄Cl

Из уравнения видно, что 1 молекула аммиака (NH₃) реагирует с 1 молекулой соляной кислоты (HCl), образуя 1 молекулу хлорида аммония (NH₄Cl).

Для решения задачи, мы должны учесть, что объем аммиака (NH₃) указан в литрах, а масса соляной кислоты (HCl) задана в граммах. Поэтому нам необходимо привести эти величины к основным единицам измерения - молям и граммам соответственно.

Прежде чем это сделать, нам нужно узнать молярную массу аммиака (NH₃) и соляной кислоты (HCl). Молярная масса - это масса одного моля вещества и измеряется в г/моль. Приведу значения молярных масс соответствующих веществ:

- Аммиак (NH₃): 14 г/моль (масса атома азота) + 3 * 1 г/моль (масса трех атомов водорода) = 17 г/моль
- Соляная кислота (HCl): 1 г/моль (масса атома водорода) + 35,5 г/моль (масса атома хлора) = 36,5 г/моль

Теперь мы готовы привести объем аммиака (NH₃) к молям и массу соляной кислоты (HCl) к граммам.

Исходя из данных задачи, у нас имеется 15,68 литров аммиака (NH₃), которые нужно привести к молям. Для этого воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона, которое связывает объем газа (V), количество вещества (n) и его молярный объем (Vₘ):

V = n * Vₘ

где V - объем газа в литрах, n - количество вещества в молях, Vₘ - молярный объем (при нормальных условиях примерно равен 22,4 л/моль).

Мы хотим выразить количество вещества аммиака (NH₃), поэтому перепишем формулу:

n = V / Vₘ

Подставив известные значения, получим:

n = 15,68 л / 22,4 л/моль ≈ 0,70 моль

Теперь у нас есть количество вещества аммиака (NH₃) в молях, и мы можем перейти к рассчету массы соляной кислоты (HCl) в граммах.

Исходя из данных задачи, масса соляной кислоты (HCl) равна 200 г. Чтобы выразить массу в граммах через количество вещества в молях и молярную массу, воспользуемся формулой:

m = n * M

где m - масса в граммах, n - количество вещества в молях, M - молярная масса (г/моль).

Подставив известные значения, получим:

m = 0,70 моль * 36,5 г/моль ≈ 25,55 г

Теперь у нас есть масса соляной кислоты (HCl) в граммах.

Чтобы найти массовую долю хлороводорода (HCl), необходимо сравнить массу этого компонента с общей массой соляной кислоты (HCl). Поэтому мы решим следующее уравнение:

массовая доля HCl = (масса HCl / общая масса HCl) * 100%

Подставив известные значения, получим:

массовая доля HCl = (25,55 г / 200 г) * 100% ≈ 12,78%

Итак, массовая доля хлороводорода (HCl) в соляной кислоте составляет около 12,78%.