Номер 480, страница 92 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

480. Аммиачную воду с массовой долей $NH_3$, равной 24 %, какой массой следует внести в почву в качестве азотного удобрения для замены мочевины массой 25 т?

Дано:

Массовая доля $NH_3$ в аммиачной воде $\omega(NH_3) = 24\% = 0.24$

Масса мочевины $m(CO(NH_2)_2) = 25 \text{ т}$

Найти:

Массу аммиачной воды $m(р-ра \ NH_3)$ - ?

Решение:

Для замены одного азотного удобрения другим необходимо, чтобы масса элемента азота, вносимого в почву, оставалась одинаковой.

1. Рассчитаем массу азота, содержащуюся в 25 тоннах мочевины $CO(NH_2)_2$.

Сначала найдем молярную массу мочевины: $M(CO(NH_2)_2) = 12.01 + 16.00 + 2 \cdot (14.01 + 2 \cdot 1.01) = 60.07 \text{ г/моль}$. Для упрощения расчетов используем целочисленные атомные массы: $C=12, O=16, N=14, H=1$. $M(CO(NH_2)_2) = 12 + 16 + 2 \cdot (14 + 2 \cdot 1) = 60 \text{ г/моль}$.

Массовая доля азота $(\text{N})$ в мочевине: $\omega(N \text{ в } CO(NH_2)_2) = \frac{2 \cdot M(N)}{M(CO(NH_2)_2)} = \frac{2 \cdot 14}{60} = \frac{28}{60} = \frac{7}{15}$ Масса азота в 25 т мочевины: $m(N) = m(CO(NH_2)_2) \cdot \omega(N \text{ в } CO(NH_2)_2) = 25 \text{ т} \cdot \frac{28}{60} = \frac{700}{60} \text{ т} = \frac{35}{3} \text{ т} \approx 11.67 \text{ т}$.

2. Теперь рассчитаем, какая масса чистого аммиака $(NH_3)$ содержит $\frac{35}{3}$ т азота.

Молярная масса аммиака: $M(NH_3) = 14 + 3 \cdot 1 = 17 \text{ г/моль}$.

Массовая доля азота $(\text{N})$ в аммиаке: $\omega(N \text{ в } NH_3) = \frac{M(N)}{M(NH_3)} = \frac{14}{17}$.

Найдем массу чистого аммиака: $m(NH_3) = \frac{m(N)}{\omega(N \text{ в } NH_3)} = \frac{35/3 \text{ т}}{14/17} = \frac{35}{3} \cdot \frac{17}{14} \text{ т} = \frac{5 \cdot 17}{3 \cdot 2} \text{ т} = \frac{85}{6} \text{ т} \approx 14.17 \text{ т}$.

3. Найдем массу 24%-й аммиачной воды, в которой содержится $\frac{85}{6}$ т чистого аммиака.

Масса раствора связана с массой растворенного вещества и его массовой долей соотношением: $m(раствора) = \frac{m(вещества)}{\omega(вещества)}$.

$m(р-ра \ NH_3) = \frac{m(NH_3)}{\omega(NH_3)} = \frac{85/6 \text{ т}}{0.24} = \frac{85}{6} \cdot \frac{1}{0.24} \text{ т} = \frac{85}{1.44} \text{ т} \approx 59.028 \text{ т}$.

Округлим результат до сотых.

Ответ: для замены 25 т мочевины следует внести в почву 59.03 т аммиачной воды с массовой долей $NH_3$ 24 %.