При взаимодействии избытка раствора карбоната калия с 10% раствором нитрата бария масса выпавшего осадка равна 3,94 г. Определите массу взятого для опыта раствора нитрата бария.

Для того чтобы решить эту задачу, нужно воспользоваться законом сохранения массы и стехиометрией химической реакции.

1. Запишем химическое уравнение реакции:

   Раствор карбоната калия (K₂CO₃) реагирует с раствором нитрата бария (Ba(NO₃)₂) по следующему уравнению:

   $$K_2CO_3 (aq) + Ba(NO_3)_2 (aq) \rightarrow BaCO_3 (s) + 2KNO_3 (aq)$$

   Это реакция обмена, в результате которой образуется осадок карбоната бария (BaCO₃), который и нужно найти.

2. Молекулярные массы веществ:

   • Молекулярная масса BaCO₃: $Ba = 137.33 \, \text{г/моль}$, $C = 12.01 \, \text{г/моль}$, $O = 16 \, \text{г/моль}$.

   $$M_{BaCO_3} = 137.33 + 12.01 + 3 \times 16 = 197.35 \, \text{г/моль}$$

3. Рассчитаем количество вещества BaCO₃:

   Из условия задачи известно, что масса осадка BaCO₃ составляет 3,94 г. Нам нужно определить, сколько моль этого вещества было образовано.

   $$n_{BaCO_3} = \frac{m_{BaCO_3}}{M_{BaCO_3}} = \frac{3.94 \, \text{г}}{197.35 \, \text{г/моль}} \approx 0.01995 \, \text{моль}$$

4. Определим количество вещества нитрата бария:

   По уравнению реакции видно, что 1 моль Ba(NO₃)₂ реагирует с 1 моль K₂CO₃, чтобы образовать 1 моль осадка BaCO₃. Следовательно, количество вещества нитрата бария в реакции будет равно количеству вещества BaCO₃.

   Таким образом, количество вещества нитрата бария (Ba(NO₃)₂) также составляет 0.01995 моль.

5. Масса нитрата бария в растворе:

   Молекулярная масса нитрата бария (Ba(NO₃)₂) равна:

   $$M_{Ba(NO_3)_2} = 137.33 + 2 \times (14.01 + 3 \times 16) = 261.34 \, \text{г/моль}$$

   Теперь, зная количество вещества нитрата бария (0.01995 моль), можно вычислить массу этого вещества:

   $$m_{Ba(NO_3)_2} = n_{Ba(NO_3)_2} \times M_{Ba(NO_3)_2} = 0.01995 \, \text{моль} \times 261.34 \, \text{г/моль} \approx 5.21 \, \text{г}$$

6. Определим массу раствора нитрата бария:

   Раствор нитрата бария имеет концентрацию 10%, то есть 10 г нитрата бария содержится в 100 г раствора. Для того чтобы найти массу раствора, в котором содержится 5.21 г нитрата бария, используем пропорцию:

   $$\frac{10 \, \text{г}}{100 \, \text{г}} = \frac{5.21 \, \text{г}}{x}$$

   Где $x$ — масса раствора нитрата бария, которая нам нужна.

   Решим пропорцию:

   $$x = \frac{5.21 \, \text{г} \times 100 \, \text{г}}{10 \, \text{г}} = 52.1 \, \text{г}$$

Ответ: Масса взятого для опыта раствора нитрата бария составляет 52,1 г.