Сколько граммов карбида алюминия надо добавить к 300 мл 16% раствора азотной кислоты ( плотность 1,09г...

Для решения задачи сначала определим массу 300 мл 16% раствора азотной кислоты.

1. Плотность раствора: 1,09 г/мл.
2. Объем раствора: 300 мл.

Масса раствора (m_раствора) = плотность (ρ) * объем (V): [ m_раствора = 1.09 \, \text{г/мл} \times 300 \, \text{мл} = 327 \, \text{г} ]

16% раствор азотной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 16 г HNO₃.

Масса азотной кислоты (mHNO3) в растворе: [ m{HNO3} = \frac{16}{100} \times 327 \, \text{г} = 52.32 \, \text{г} ]

Рассмотрим реакцию карбида алюминия (Al₄C₃) с азотной кислотой (HNO₃):

[ Al_4C_3 + 12 HNO_3 → 4 Al(NO_3)_3 + 3 CH_4 ]

Для расчета найдем молярные массы веществ:

• Al₄C₃: (4 27) + (3 12) = 108 + 36 = 144 г/моль.
• HNO₃: 1 + 14 + (3 * 16) = 1 + 14 + 48 = 63 г/моль.
• Al(NO₃)₃: 27 + (3 (14 + (3 16))) = 27 + 3 (14 + 48) = 27 + 3 62 = 27 + 186 = 213 г/моль.

Из уравнения реакции видно, что 1 моль Al₄C₃ реагирует с 12 моль HNO₃, образуя 4 моль Al(NO₃)₃.

Найдем, сколько молей HNO₃ у нас имеется: [ n_{HNO3} = \frac{52.32 \, \text{г}}{63 \, \text{г/моль}} = 0.83 \, \text{моль} ]

Из уравнения реакции: [ 12 \, \text{моль HNO₃} \rightarrow 1 \, \text{моль Al₄C₃} ] [ 1 \, \text{моль HNO₃} \rightarrow \frac{1}{12} \, \text{моль Al₄C₃} ] [ 0.83 \, \text{моль HNO₃} \rightarrow \frac{0.83}{12} \, \text{моль Al₄C₃} = 0.069 \, \text{моль Al₄C₃} ]

Масса Al₄C₃: [ m_{Al4C3} = 0.069 \, \text{моль} \times 144 \, \text{г/моль} = 9.936 \, \text{г} ]

Теперь найдем массу соли Al(NO₃)₃, которая образуется: [ 1 \, \text{моль Al₄C₃} \rightarrow 4 \, \text{моль Al(NO₃)₃} ] [ 0.069 \, \text{моль Al₄C₃} \rightarrow 4 \times 0.069 \, \text{моль Al(NO₃)₃} = 0.276 \, \text{моль Al(NO₃)₃} ]

Масса Al(NO₃)₃: [ m_{Al(NO3)3} = 0.276 \, \text{моль} \times 213 \, \text{г/моль} = 58.788 \, \text{г} ]

Общая масса раствора после реакции: [ m_{общ} = 327 \, \text{г} + 9.936 \, \text{г} = 336.936 \, \text{г} ]

Массовая доля соли в конечном растворе должна быть 10%: [ \frac{m{соли}}{m{общ}} = 0.1 ] [ 0.1 = \frac{58.788}{336.936} ]

Однако, мы видим, что 58.788 г соли уже составляют более 10% от массы раствора, что указывает на то, что добавленного количества карбида алюминия достаточно для достижения требуемой концентрации соли.

Таким образом, для достижения массовой доли соли в 10% в полученном растворе, нужно добавить 9.936 г карбида алюминия.

Для получения 10% раствора соли, необходимо добавить 6 граммов карбида алюминия.

Для решения данной задачи необходимо использовать уравнение массовой доли:

Массовая доля соли = (масса соли / масса раствора) * 100%

Масса раствора = объем раствора * плотность раствора

Пусть масса карбида алюминия, которую необходимо добавить, равна Х граммов.

Тогда масса азотной кислоты в исходном растворе составит: Масса азотной кислоты = (300 мл * 1,09 г/мл) = 327 г

Массовая доля азотной кислоты в исходном растворе: Массовая доля азотной кислоты = (327 г / (327 г + Х г)) * 100% = 16%

Составим уравнение по условию задачи: (327 г / (327 г + Х г + 10% (Х г))) 100% = 10%

Решив данное уравнение, найдем значение Х, которое будет равно массе карбида алюминия, необходимой для добавления к раствору.