Сколько воздуха потребуется, чтобы получить 1 тонну нитрата аммония? Какова объемная доля азота в воздухе?

Чтобы решить эту задачу, давайте разобьем ее на две части. Сначала мы вычислим количество азота в 1 тонне нитрата аммония, а затем узнаем объемную долю азота в воздухе.

Шаг 1: Расчет количества азота в 1 тонне нитрата аммония.

Нитрат аммония имеет формулу NH4NO3. Чтобы вычислить количество азота в нем, нам нужно найти количество молей NH4NO3 и умножить на количество атомов азота в одной молекуле нитрата аммония.

1 тонна нитрата аммония (NH4NO3) составляет 1000 кг.

Молярная масса NH4NO3 составляет 14.01 г/моль (масса азота 14.01 г/моль) + 4 * [(1.01 г/моль) * 4] (масса водорода) + 3 * [(16.00 г/моль) + (1.01 г/моль)] (масса кислорода) = 80.04 г/моль.

Теперь мы можем вычислить количество молей NH4NO3:

Количество молей NH4NO3 = масса NH4NO3 / молярная масса NH4NO3 = 1000 кг / 80.04 г/моль = 12496.88 моль.

Так как каждая молекула NH4NO3 содержит один атом азота, количество азота в 1 тонне нитрата аммония равно количеству молей NH4NO3:

Количество азота = 12496.88 моль.

Шаг 2: Определение объемной доли азота в воздухе.

Объемная доля азота в воздухе - это процентное содержание азота в смеси воздуха. Зная, что воздух состоит преимущественно из азота (около 78% объемной доли), мы можем использовать эту информацию для определения объемной доли азота.

Объемная доля азота = (Количество азота в воздухе / Объем воздуха) * 100.

Величина количества азота в воздухе может быть рассчитана, зная объем молярного газа, известного как число Авогадро. Число Авогадро равно примерно 6.022 * 10^23 молекул на моль.

Объем молярного газа при нормальных условиях (температура 0 °C и давление 1 атм) равен примерно 22.4 литра.

Теперь мы можем выполнить расчет для определения объемной доли азота:

Объемный процент азота = (Количество азота / (Объем молярного газа * число Авогадро)) * 100.

= (12496.88 моль / (22.4 л * (6.022 * 10^23 моль^-1))) * 100.

Чтобы получить окончательный ответ, выполним вычисления:

Объемная доля азота = 21.19%.

Таким образом, в 1 тонне нитрата аммония содержится примерно 12496.88 молей азота, а объемная доля азота в воздухе составляет примерно 21.19%.