p>Можно записать выражение для объемной доли (%):

У(практ.)

ф(выхода) = 100 %.

У(теорет.)

Следовательно, практически аммиак будет получен объемом:

У(практ.) =

ф(выхода)*У(теорет.)

100 %

У(практ.) =

78 %-67,2 л

100 %

= 52,42 л (NH3).

Ответ. 52,42 л (NH3)

Пример 2. При обработке серной кислотой фосфорита массой 1 тонна с массовой долей фосфата кальция 62 процента был получен суперфосфат массой 910,8 килограмма. Определите массовую долю (%) выхода суперфосфата по отношению к теоретическому.

Дано:

т(фосфорита) = 1т, со(Са(Р04)2) = 62 %, т(суперфосфата) = 910,8 кг. Найти: оо(вых.). Решение.

1. Составляют уравнение реакции и подсчи-

тывают относительные молекулярные массы ве-

щества:

Са3(Р04)2 + 2H2S04 = Са(Н2Р04)2 + 2CaS04 Mr(Ca3(P04)2) = 310 Мг(Са(Н2Р04)2 + 2CaS04) = 506. Суперфосфат представляет собой смесь ди-гидрофосфата кальция с сульфатом кальция.

2. Определяют Са3(Р04)2 в фосфорите массой 1 т:

m =

62 • 1

= 0,62 т, или 620 кг.

3. Вычисляют массу суперфосфата, который

может получиться из Са(Р04)2 массой 620 кг,

получается суперфосфат массой х килограммов.

310 кг : 506 кг — 620 кг : х кг

506 кг • 620 кг

х = 1012 кг.

310 кг

4. Находят массовую долю (%) выхода супер-

фосфата:

910,8 кг

©(вых.) = ---100 % - 90 %.

1012 кг

Ответ. Таким образом массовая доля (%) выхода суперфосфата по отношению к теоретическому составляет 90 %.

Пример 3. Для полученця нитрата кальция (кальциевой селитры) обработали карбонат кальция массой 1т разбавленной азотной кислотой. При этом массовая доля (%) выхода кальциевой селитры составила 85% по отношению к теоретическому. Какая масса селитры была получена?

Дано:

ш(СаС03) = 1 т, co%([Ca(N03)2] = 85 %. Найти: m[Ca(N03)2]. Решение.

1. Составляют уравнение реакции и подсчитывают относительные молекулярные массы вещества:

CaC03 + 2HN03 = Ca(N03)2 + Н20 + С02 Mr(CaC03) = 100 Mr[Ca(N03)2] = 164.

2. Вычисляют массу кальциевой селитры, ко-

торая должна была бы получиться из карбона-

та кальция массой 1т по уравнению реакции:

из СаС03 массой 100 кг получается Ca(NOg)2 мас-

сой 164кг, а из СаС03 массой 1000кг получается

Ca(N03)2 массой х килограммов.

100 кг : 164 кг = 1000 кг : х кг

164 кг • 1000 кг

х = = 1640 кг.

100 кг

3. Находят массу кальциевой селитры, полу-

чившуюся фактически исходя из того, что мас-

совая доля (%) выхода ее составляет 85 %; се-

литра массой 1640 кг составляет 1000 %; селитра

массой х кг, составляет 85 %;

1640 кг : 100 % = х кг : 85 %;

1640 кг • 85 %

х = = 1394 кг.

100 %

Ответ. Таким образом, вместо кальциевой селитры массой 1640 кг было получено ее 1394 кг, т.е. 85 % по отношению к теоретическому.

Пример 4. При полном растворении меди 3,2 г в концентрированной азотной кислоте практически выделилось 3 г оксида азота (IV). Сколько процентов это количество оксида азота (IV) составляет от теоретического и возможного выхода?

Решение.

3,2 г х г

Си + 4HN03 - Cu(N03)2 + 2N02 + 2Н20

64 г 92 г

3,2-92

х — ——— = 4,6 г N02 (теоретический выход)

3 : 4,6 = 0,65 (или 65 %). Ответ. 65 %.

Пример 5. Газ, образовавшийся при каталитическом окислении 5,6 л (н.у) аммиака, собрали и окислили кислородом воздуха в отсутствие катализатора. Полученное вещество поглотили избытком воды массой 35 г в присутствии избытка кислорода. Определите, раствор какого вещества получен и какова массовая доля растворенного вещества в растворе.

Решение.

Известно, что в присутствии катализатора аммиак реагирует с кислородом по реакции:

4NH3+ 502 -Н> 4NO + 6Н20 (1).

Оксид азота (II) соединяется с кислородом воздуха при обычной температуре:

2NO +02 2N02 (2).

Если растворяется оксид азота (IV) в воде в атмосфере кислорода, то получается азотная кислота:

4N02+ 2Н20 + 02 -> 4HN03 (3).

Таким образом, результатом протекания этих трех реакций является образование раствора азотной кислоты.

Чтобы определить массовую долю HN03 в растворе, необходимо знать массу HN03, которая образуется по реакции (3), и массу воды в полученном растворе. При этом необходимо учесть, что первоначально взятая вода частично расходуется на химическое взаимодействие с N02 по реакции (3).

Поэтому масса воды в растворе окажется меньше по сравнению с массой воды, взятой для поглощения N02.

Перед началом расчетов по уравнениям реакций условимся, что будем пользоваться понятием «моль». Такой подход более удобен по сравнению с другим возможным способом расчетов — через массу вещества.

Определим число молей аммиака, положившего начало всей цепочке превращений. На основании закона Авогадро можно записать:

V

V = — , где V =22,4 л/моль,

m^7r^m 7 ' 7

V — объем газа, v — количество вещества в молях. Отсюда:

V 5,6

v = — = —^— = 0,25 (моль) NH„.

V 22,4 3

in 7

Находим число молей N0, полученных при окислении 0,25 моль NH3 по реакции (1). Из 4 моль NH3 образуется 4 моль N0. Из 0,25 моль образуется xl моль N0.

0,25 ? 4

xl = = 0,25