Номер 10, страница 188 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 5. Химические реакции в водных растворах. Параграф 27. Неорганические и органические основания в свете теории электролитической диссоциации и протолитической теории - номер 10, страница 188.

Условие.

10. В любой аптечке есть пузырёк или ампула с нашатырным спиртом — 10%-ным раствором аммиака в воде. Для каких целей его используют? Масса раствора, содержащегося в одной ампуле, равна 2,0 г. Рассчитайте объём газообразного аммиака (н. у.) и массу воды, которые потребовались для приготовления этого раствора.

Решение.

Решение 2.

Нашатырный спирт (10%-ный водный раствор аммиака) используется в медицине как средство скорой помощи при обморочных состояниях и для стимуляции дыхания. Его резкий запах при вдыхании раздражает рецепторы слизистой оболочки носа, что вызывает рефлекторное возбуждение дыхательного и сосудодвигательного центров головного мозга. Это приводит к учащению дыхания и повышению артериального давления, способствуя выходу человека из обморока.

Для расчёта объёма аммиака и массы воды, необходимых для приготовления раствора, выполним следующие вычисления.

Дано:

$m_{раствора} = 2,0 \, \text{г} = 2,0 \times 10^{-3} \, \text{кг}$
$\omega(NH_3) = 10\% = 0,1$
Условия: нормальные (н. у.)

Найти:

$V(NH_3)$ — ?
$m(H_2O)$ — ?

Решение:

1. Определим массу аммиака ($NH_3$) в 2,0 г 10%-ного раствора, используя формулу для массовой доли вещества:

$\omega(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{m_{раствора}}$

Выразим из формулы массу аммиака:

$m(NH_3) = m_{раствора} \times \omega(NH_3) = 2,0 \, \text{г} \times 0,1 = 0,2 \, \text{г}$

2. Теперь найдём массу воды ($H_2O$), которая потребовалась для приготовления раствора. Масса раствора складывается из массы растворенного вещества и массы растворителя:

$m_{раствора} = m(NH_3) + m(H_2O)$

Отсюда масса воды равна:

$m(H_2O) = m_{раствора} - m(NH_3) = 2,0 \, \text{г} - 0,2 \, \text{г} = 1,8 \, \text{г}$

3. Для нахождения объёма газообразного аммиака сначала рассчитаем его количество вещества (в молях). Молярная масса аммиака $M(NH_3)$:

$M(NH_3) = 14 + 3 \times 1 = 17 \, \text{г/моль}$

Количество вещества $n(NH_3)$ находим по формуле:

$n(NH_3) = \frac{m(NH_3)}{M(NH_3)} = \frac{0,2 \, \text{г}}{17 \, \text{г/моль}} \approx 0,01176 \, \text{моль}$

4. При нормальных условиях (н. у.) 1 моль любого газа занимает объём 22,4 л (молярный объём $V_m$). Объём газообразного аммиака рассчитывается по формуле:

$V(NH_3) = n(NH_3) \times V_m = 0,01176 \, \text{моль} \times 22,4 \, \text{л/моль} \approx 0,2635 \, \text{л}$

Округляя результат до двух значащих цифр (согласно исходным данным 2,0 г), получаем:

$V(NH_3) \approx 0,26 \, \text{л}$

Ответ: для приготовления 2,0 г 10%-ного раствора нашатырного спирта потребовалось 1,8 г воды и объём газообразного аммиака, равный 0,26 л (при н. у.).