Здравствуйте! В данной статье я расскажу о своем личном опыте получения азотной кислоты в промышленности при помощи пропускания смеси бурого газа и воздуха через воду. Для начала, давайте разберемся в реакции, которая происходит при этом процессе⁚ H2O NO2 O2 HNO3. Мы имеем гидратную формула азотной кислоты HNO3, которая образуется путем реакции взаимодействия воды с диоксидом азота и кислородом. Что было сделано в данном эксперименте? Было пропущено через 1000 миллилитров (или 1 л) воды 358,4 л бурого газа и 500 л воздуха при нормальных условиях (н.у.). Наши газовые объемы приведены к нормальным условиям, то есть к свободному объему газа при температуре 0°C и давлении 1 атмосферы. Нам нужно определить массовую долю азотной кислоты в полученном растворе в процентах. Но перед этим давайте рассчитаем количество вещества каждого из реагентов, используя их объемы и уравнение состояния идеального газа PV nRT. Объем газа измерен в литрах, однако для наших расчетов нам понадобится вещественное количество вещества, выраженное в молях. Для этого нам нужно разделить объемы газов на их молярные объемы при н.у., которые равны 22,4 л/моль.
Количество молей бурого газа⁚
n(H2) V(H2) / Vm 358,4 л / 22,4 л/моль 16 моль
Количество молей воздуха (кислорода)⁚
n(O2) V(O2) / Vm 500 л / 22,4 л/моль 22,3 моль
Очень важно помнить, что так как оба реагента пропускаются через раствор одновременно, мы можем сказать, что количество молей азотной кислоты (HNO3) будет равно количеству молярного объема бурого газа (H2), так как оно исчерпает кислород из воздуха.
Так как объем воды составляет 1000 мл, то можно сказать, что молярное количество азотной кислоты будет равным 16 моль.Теперь нам нужно вычислить массу азотной кислоты (HNO3), применяя его молярную массу. Молярная масса азотной кислоты равна 63 г/моль.Масса азотной кислоты⁚
m(HNO3) n(HNO3) * M(HNO3) 16 моль * 63 г/моль 1008 г
Теперь мы можем определить массовую долю азотной кислоты в полученном растворе, выразив ее отношение к общей массе раствора и умножив на 100%⁚
Массовая доля азотной кислоты⁚
X(HNO3) m(HNO3) / масса раствора * 100% 1008 г / (1008 г 1000 г) * 100% 50,2%
Таким образом, массовая доля азотной кислоты в полученном растворе составляет 50,2%. Я надеюсь, что эта информация была полезной и помогла вам лучше понять процесс получения азотной кислоты в промышленности.