Question

W 2,3 g wody w obecności tlenu rozpuszczono 2,3 g tlenku azotu (IV),
otrzymując roztwór kwasu azotowego (V). Jakie jest stężenie procentowe tego roztworu?
Zapisz odpowiednie równania reakcji i obliczenia.

Answer 1

Witaj :)

Zapiszmy równanie reakcji między wodą, a tlenkiem azotu(IV) w obecności tlenu:

Pierwszym krokiem jaki musimy wykonać, to obliczenie ilości kwasu azotowego(V), jaką możemy otrzymać z 2,3g tlenku azotu(IV). Dlaczego???. Ponieważ mamy obliczyć stężenie kwasu azotowego(V), a nie tlenku azotu(IV). Przeanalizujmy równanie powyższej reakcji. Zauważamy, że z 4 moli tlenku azotu(IV) powstają nam 4 mole kwasu azotowego(V). Zauważamy, że reakcja biegnie w stosunku molowym 4:4, co jest równoznaczne ze stosunkiem 1:1 po skróceniu. Aby obliczyć ilość powstającego kwasu azotowego(V) potrzebne nam będą masy molowe zarówno tlenku azotu(IV), jak i kwasu azotowego(V). Obliczmy je:

Możemy teraz na podstawie reakcji obliczyć, ile kwasu otrzymamy dysponując 2,3g tlenku azotu(IV):

Obliczona masa kwasu azotowego(V) będzie naszą masą substancji. Kolejny etap, to obliczenie ile wody zostało zużyte w czasie reakcji, ponieważ ilość w wody z zadania nie będzie naszą masą wody, którą dysponujemy. Obliczymy to również z równania reakcji. Z reakcji wynika, że 4 mole tlenku azotu(IV) reagują z 2 molami wody, co daje stosunek molowy 4:2. Po skróceniu przez 2 stosunek ten wynosi 2:1. Jak powyżej potrzebujemy teraz masy molowej wody. Obliczmy ją:

Teraz obliczmy, ile wody bierze udział w rekcji z 2,3g tlenku azotu(IV):

Kolejnym etapem będzie obliczenie jaką masą wody dysponujemy po zużyciu jej w reakcjo. Będzie to różnica pomiędzy masą wody jaką mieliśmy na samym początku, a masą wody zużytą w reakcji:

Znamy już masę kwasu azotowego(V), oraz masę wody. Obliczmy teraz masę całego roztworu, jako ich sumę:

Na koniec nie pozostaje nam nic innego, jak obliczenie stężenia procentowego. Dla ułatwienia wypiszmy dane:

Podstawiamy dane pod wzór na stężenie procentowe:

ODP.: Stężenie procentowe tego roztworu to 63%.