Какая масса 12%-го раствора азотной кислоты потребуется для получения нитрата триметиламмония массой 12,1г из триметиламина

Для решения задачи, связанной с получением нитрата триметиламмония из триметиламина, начнем с определения реакции, которая будет происходить. Триметиламин (N(CH₃)₃) реагирует с азотной кислотой (HNO₃) по следующему уравнению:

$\text{N(CH}_3\text{)}_3 + \text{HNO}_3 \rightarrow \text{N(CH}_3\text{)}_3\text{NO}_3$

Это уравнение показывает, что на каждую молекулу триметиламина требуется одна молекула азотной кислоты для получения одной молекулы нитрата триметиламмония.

Шаг 1: Вычисление количества вещества нитрата триметиламмония

Для нахождения массы 12,1 г нитрата триметиламмония (N(CH₃)₃NO₃) сначала необходимо определить его молекулярную массу.

• Молекулярная масса триметиламина (N(CH₃)₃):

  • Азот (N) = 14 г/моль
  • Углерод (C) = 12 г/моль (3 атома, значит 3 × 12)
  • Водород (H) = 1 г/моль (9 атомов, значит 9 × 1)
  $$M = 14 + (3 \times 12) + (9 \times 1) = 14 + 36 + 9 = 59 \text{ г/моль}$$

• Молекулярная масса нитрата триметиламмония (N(CH₃)₃NO₃):

  • Кроме триметиламина, добавляется молекула азотной кислоты (HNO₃), которая содержит 1 атом азота, 1 атом водорода, 3 атома кислорода.
  $$M_{\text{N(CH}_3\text{)}_3\text{NO}_3} = 59 + 14 + 1 + 16 \times 3 = 59 + 14 + 1 + 48 = 122 \text{ г/моль}$$

Шаг 2: Определение количества вещества нитрата триметиламмония

Теперь, зная массу нитрата триметиламмония, можно найти его количество вещества (n):

Шаг 3: Определение необходимого количества азотной кислоты

Так как для реакции требуется равное количество молей триметиламина и азотной кислоты, то нам также потребуется 0.099 моль HNO₃.

Шаг 4: Определение массы 12%-го раствора азотной кислоты

12%-й раствор азотной кислоты содержит 12 г HNO₃ в 100 г раствора. Чтобы найти массу раствора, необходимую для получения 0.099 моль HNO₃, сначала найдем массу самой HNO₃:

Теперь, зная, что 12% раствора содержит 12 г HNO₃ в 100 г раствора, можем определить массу раствора:

Ответ

Таким образом, для получения 12,1 г нитрата триметиламмония потребуется около 51,92 г 12%-го раствора азотной кислоты.