Вычислите объём аммиака (н.у.), необходимого для полного взаимодействия со 196 г раствора серной кислоты с массовой долей кислоты 2,5%. В ответе запишите уравнение реакции, о которой идёт речь в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения искомых физических величин).

Решение:

• Шаг 1: Рассчитаем массу серной кислоты в растворе:

Массовая доля серной кислоты (\( w(H_2SO_4) \)) равна 2,5%, или 0,025. Масса раствора равна 196 г. Тогда масса серной кислоты (\( m(H_2SO_4) \)):

\[ m(H_2SO_4) = w(H_2SO_4) \cdot m(раствора) = 0.025 \cdot 196 \, г = 4.9 \, г \]

• Шаг 2: Рассчитаем количество вещества серной кислоты:

Молярная масса серной кислоты (\( M(H_2SO_4) \)) равна 98 г/моль. Тогда количество вещества серной кислоты (\( n(H_2SO_4) \)):

\[ n(H_2SO_4) = \frac{m(H_2SO_4)}{M(H_2SO_4)} = \frac{4.9 \, г}{98 \, г/моль} = 0.05 \, моль \]

• Шаг 3: Запишем уравнение реакции взаимодействия аммиака с серной кислотой:

\[ 2NH_3 + H_2SO_4 \rightarrow (NH_4)_2SO_4 \]

Из уравнения реакции видно, что на 1 моль серной кислоты требуется 2 моль аммиака.

• Шаг 4: Рассчитаем количество вещества аммиака:

Количество вещества аммиака (\( n(NH_3) \)) в два раза больше количества вещества серной кислоты:

\[ n(NH_3) = 2 \cdot n(H_2SO_4) = 2 \cdot 0.05 \, моль = 0.1 \, моль \]

• Шаг 5: Рассчитаем объем аммиака при нормальных условиях (н.у.):

Молярный объем газа при нормальных условиях (\( V_m \)) равен 22,4 л/моль. Тогда объем аммиака (\( V(NH_3) \)):

\[ V(NH_3) = n(NH_3) \cdot V_m = 0.1 \, моль \cdot 22.4 \, л/моль = 2.24 \, л \]

Ответ: 2.24 л