Визначення маси аміаку при його окисленні перманганатом калію.
Це завдання цікава з двох причин: по-перше, наявністю домішки в одному з речовин; по-друге, неоднозначністю описаних за умови реакцій.
Завдання 3.10. Для окислення деякої кількості аміаку був потрібний такий обсяг кисню (н.у.), який утворюється при розкладанні 245,6 г перманганату калію, що містить 3,5% безкисневої домішки. Визначте масу аміаку, що вступив в реакцію, і обсяг утвореного азотовмісного продукту окислення (н.у.). 6 г; масова частка домішок у КМnО4: (домішок) = 3,5% . Знайти: масу аміаку: m(NH3); об'єм азотовмісного продукту реакції (н.у.): V( прод.) = ?Рішення: В умови завдання описані дві послідовні реакції: Розкладання перманганату калію:
Окислення аміаку киснем, отриманим у першій реакції. Але процес окиснення може йти по-різному. При горінні (частковий випадок реакції окислення) утворюються азот та вода:
При окисленні в присутності каталізатора спочатку утворюється 1 оксид азоту (II) і вода:
Під час розрахунку по кожному з останніх двох рівнянь виходять різні відповіді. Вказівка за умови на азотсодержащий продукт окислення (а чи не горіння) наводить на думку про утворення NО. Але в інструкції для тих, хто перевіряє тести ЄДІ, весь розрахунок проведено з урахуванням отримання азоту. У ситуації вирішення цього завдання на іспиті можна було використовувати будь-яку із запропонованих реакцій окислення і у разі незаслужено низьких балів, доводити свою правоту на апеляції. Але є й альтернативний, розумніший варіант поведінки. Привести у рішенні розрахунки по кожному зможливі варіанти. Один із них однозначно збігається з варіантом правильної відповіді у перевіряльників, і найвищий бал за це завдання Вам гарантовано. Тут ми наведемо варіант рішення у припущенні горіння аміаку.
Алгоритм можна представити такою схемою:
1. Визначаємо масу чистого КМnО4:
2. За першим рівнянням реакції визначаємо кількість речовини кисню, що утворився:
3. Оскільки весь кисень, що виділилася в 1 реакції, пішов на реакцію горіння аміаку, ми можемо обчислити обсяг азоту, що утворився, і масу згорілого аміаку.
Відповідь: m(NH3) = 17 г; V(N2) = 11,2 л.
Коментарі: 1 При надлишку кисню оксид азоту(II) легко окислюється до оксиду азоту(IV).