Номер 5, страница 185 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 25. Химия в сельском хозяйстве. Глава 5. Химия в жизни и обществе - номер 5, страница 185.

Условие.

5. Сравните содержание азота в мочевине $(NH_2)_2CO$, аммиачной селитре $NH_4NO_3$, натриевой селитре $NaNO_3$. Какое из этих удобрений является наиболее эффективным?

Решение.

Решение 2.

Дано:

Мочевина - $(NH_2)_2CO$

Аммиачная селитра - $NH_4NO_3$

Натриевая селитра - $NaNO_3$

Найти:

Массовую долю азота $\omega(N)$ в каждом из удобрений и определить, какое из них наиболее эффективное.

Решение:

Эффективность азотного удобрения определяется массовой долей (процентным содержанием) азота в его составе. Чем выше массовая доля азота, тем более концентрированным и эффективным является удобрение.

Массовая доля элемента в веществе рассчитывается по формуле:

$\omega(Э) = \frac{n \cdot Ar(Э)}{Mr(вещества)} \cdot 100\%$

где $n$ — это количество атомов элемента в формуле, $Ar(Э)$ — относительная атомная масса элемента, а $Mr(вещества)$ — относительная молекулярная масса вещества.

Для расчетов используем округленные относительные атомные массы элементов: $Ar(N) = 14$, $Ar(H) = 1$, $Ar(C) = 12$, $Ar(O) = 16$, $Ar(Na) = 23$.

1. Расчет для мочевины $((NH_2)_2CO)$

Сначала найдем относительную молекулярную массу мочевины:

$Mr((NH_2)_2CO) = 2 \cdot (Ar(N) + 2 \cdot Ar(H)) + Ar(C) + Ar(O) = 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) + 12 + 16 = 2 \cdot 16 + 12 + 16 = 60$.

В одной молекуле мочевины содержатся 2 атома азота.

Теперь вычислим массовую долю азота:

$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr((NH_2)_2CO)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{60} \cdot 100\% = \frac{28}{60} \cdot 100\% \approx 46.7\%$.

2. Расчет для аммиачной селитры ($NH_4NO_3$)

Найдем относительную молекулярную массу аммиачной селитры:

$Mr(NH_4NO_3) = Ar(N) + 4 \cdot Ar(H) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 14 + 4 \cdot 1 + 14 + 3 \cdot 16 = 14 + 4 + 14 + 48 = 80$.

В одной молекуле аммиачной селитры также содержатся 2 атома азота (один в катионе аммония $NH_4^+$, другой в нитрат-анионе $NO_3^-$).

Вычислим массовую долю азота:

$\omega(N) = \frac{2 \cdot Ar(N)}{Mr(NH_4NO_3)} \cdot 100\% = \frac{2 \cdot 14}{80} \cdot 100\% = \frac{28}{80} \cdot 100\% = 35\%$.

3. Расчет для натриевой селитры ($NaNO_3$)

Найдем относительную молекулярную массу натриевой селитры:

$Mr(NaNO_3) = Ar(Na) + Ar(N) + 3 \cdot Ar(O) = 23 + 14 + 3 \cdot 16 = 23 + 14 + 48 = 85$.

В одной молекуле натриевой селитры содержится 1 атом азота.

Вычислим массовую долю азота:

$\omega(N) = \frac{1 \cdot Ar(N)}{Mr(NaNO_3)} \cdot 100\% = \frac{14}{85} \cdot 100\% \approx 16.5\%$.

4. Сравнение результатов

Теперь сравним полученные значения массовой доли азота в удобрениях:

Мочевина: $\approx 46.7\%$

Аммиачная селитра: $35\%$

Натриевая селитра: $\approx 16.5\%$

Сравнение показывает, что $46.7\% > 35\% > 16.5\%$.

Следовательно, самое высокое содержание азота — в мочевине. Это делает мочевину наиболее эффективным (концентрированным) азотным удобрением из трех представленных.

Ответ: Содержание азота в мочевине составляет $\approx 46.7\%$, в аммиачной селитре — $35\%$, в натриевой селитре — $\approx 16.5\%$. Наиболее эффективным удобрением является мочевина, так как в ней самая высокая массовая доля азота.