Сколько аммиака потребуется для полной нейтрализации 120 г раствора серной кислоты с концентрацией 20%?

Начнем решать данную задачу пошагово:

1. В начале нам необходимо определить, какую химическую реакцию происходит между серной кислотой (H2SO4) и аммиаком (NH3). Реакция представляет собой нейтрализацию, и ее уравнение выглядит следующим образом:

H2SO4 + 2NH3 → (NH4)2SO4.

2. Уравнение реакции говорит нам, что каждая молекула серной кислоты требует две молекулы аммиака для полной нейтрализации. Это означает, что мольный коэффициент для серной кислоты равен 1, а для аммиака равен 2.

3. Известно, что концентрация раствора серной кислоты составляет 20%. Это означает, что в 100 г раствора содержится 20 г серной кислоты. Мы можем использовать это знание, чтобы определить количество серной кислоты в 120 г раствора:

Масса серной кислоты = (масса раствора) × (концентрация серной кислоты) = 120 г × 20% = 24 г.

4. Теперь мы можем определить количество молей серной кислоты, используя ее молярную массу. Молярная масса серной кислоты (H2SO4) равна 98 г/моль:

Количество молей серной кислоты = (масса серной кислоты) / (молярная масса серной кислоты) = 24 г / 98 г/моль ≈ 0.24 моль.

5. Зная количество молей серной кислоты, мы можем определить количество молей аммиака, которое потребуется для их полной нейтрализации. Учитывая, что мольный коэффициент для аммиака равен 2, получим:

Количество молей аммиака = (количество молей серной кислоты) × (мольный коэффициент для аммиака) = 0.24 моль × 2 = 0.48 моль.

6. Наконец, чтобы определить массу аммиака, нам нужно знать его молярную массу. Молярная масса аммиака (NH3) равна примерно 17 г/моль:

Масса аммиака = (количество молей аммиака) × (молярная масса аммиака) = 0.48 моль × 17 г/моль ≈ 8.16 г.

Таким образом, для полной нейтрализации 120 г раствора серной кислоты с концентрацией 20% потребуется приблизительно 8.16 г аммиака.