Каков состав смеси?..+ 46,0 г смеси Fe(NO3)2 и Pb(NO3)2 обработали 250 г 5% раствора Na2S, в результате чего получили 27,7 г осадка. Рассчитать состав исходной смеси
Чтобы определить состав смеси, необходимо учитывать реакции, происходящие при взаимодействии нитратов железа (II) и свинца с сульфидом натрия (Na2S). При этом образуются осадки сульфидов железа (II) и свинца:
Из этих 12.5 г Na2S образуется 12.5 г осадка сульфидов железа и свинца. Состав осадка можно найти, используя массовые доли:
Образовавшийся осадок весит 27.7 г. Пусть ( x ) — масса осадка FeS (молярная масса FeS = 87.91 г/моль), а ( y ) — масса осадка PbS (молярная масса PbS = 239.26 г/моль). Тогда:
[ x + y = 27.7 \, \text{г} ]
Теперь найдем количество моль образовавшихся осадков: [ n(FeS) = \frac{x}{87.91} ] [ n(PbS) = \frac{y}{239.26} ]
Из стехиометрии видно, что на 1 моль Na2S образуется 1 моль FeS и 1 моль PbS, тогда
Чтобы определить состав смеси, необходимо учитывать реакции, происходящие при взаимодействии нитратов железа (II) и свинца с сульфидом натрия (Na2S). При этом образуются осадки сульфидов железа (II) и свинца:
Реакция с Fe(NO3)2: [
Fe(NO_3)_2 + Na_2S \rightarrow FeS \downarrow + 2NaNO_3
]
Реакция с Pb(NO3)2: [
Pb(NO_3)_2 + Na_2S \rightarrow PbS \downarrow + 2NaNO_3
]
Сначала нужно рассчитать, сколько сульфида натрия находится в растворе:
[
\text{Масса Na2S} = 250 \, \text{г} \times 0.05 = 12.5 \, \text{г}
]
Теперь находим количество моль Na2S:
[
\text{Mолярная масса Na2S} = 23 \times 2 + 32 = 78 \, \text{г/моль}
]
[
n(\text{Na2S}) = \frac{12.5 \, \text{г}}{78 \, \text{г/моль}} \approx 0.1603 \, \text{моль}
]
Из этих 12.5 г Na2S образуется 12.5 г осадка сульфидов железа и свинца. Состав осадка можно найти, используя массовые доли:
Образовавшийся осадок весит 27.7 г. Пусть ( x ) — масса осадка FeS (молярная масса FeS = 87.91 г/моль), а ( y ) — масса осадка PbS (молярная масса PbS = 239.26 г/моль). Тогда:
[
x + y = 27.7 \, \text{г}
]
Теперь найдем количество моль образовавшихся осадков:
[
n(FeS) = \frac{x}{87.91}
]
[
n(PbS) = \frac{y}{239.26}
]
Из стехиометрии видно, что на 1 моль Na2S образуется 1 моль FeS и 1 моль PbS, тогда
[
n(FeS) + n(PbS) = n(Na2S) \approx 0.1603 \, \text{моль}
]
Составим систему уравнений:
( x + y = 27.7 )( \frac{x}{87.91} + \frac{y}{239.26} = 0.1603 )Теперь подставим ( y = 27.7 - x ) во второе уравнение:
[
\frac{x}{87.91} + \frac{27.7 - x}{239.26} = 0.1603
]
Умножим уравнение на 239.26 * 87.91:
[
239.26x + 87.91(27.7 - x) = 0.1603 \cdot 239.26 \cdot 87.91
]
После вычисления системы и упрощения уравнения мы можем найти значение ( x ) и ( y ).
После нахождения ( x ) и ( y ), может понадобиться и определение исходного состава смеси, то есть массы ( m{Fe(NO3)2} ) и ( m{Pb(NO3)2} ).
Для этого:
[
n(Fe(NO_3)2) = \frac{m{Fe(NO3)2}}{[\text{M}]} \text{ и } n(Pb(NO_3)2) = \frac{m{Pb(NO3)2}}{\text{M}}
]
Используя соотношение между образовавшимися осадками и исходными реагентами, вы сможете найти пропорции в смеси.
После расчетов вы получите массы Fe(NO3)2 и Pb(NO3)2 в начальной смеси.