a) Równania reakcji chemicznych:

1.   $\mathrm{NH}{}_4\mathrm{NO}{}_3+\mathrm{NaOH}\to \mathrm{NH}{}_3+\mathrm{NaNO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

2.   $\mathrm{NH}{}_3+\mathrm{HCl}\to \mathrm{NH}{}_4\mathrm{Cl}$

3.   $\mathrm{HCl}+\mathrm{NaOH}\to \mathrm{NaCl}+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

 

b) Dane:

$m_{\mathrm{NH}{}_4\mathrm{NO}{}_3}=165\mathrm{mg}=0,165\mathrm{g}$

$V_{\mathrm{HCl}}=50\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,05\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$c_{\mathrm{HCl}}=0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$V_{\mathrm{NaOH}}=40\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,04\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$c_{\mathrm{NaOH}}=0,2\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

 

Obliczmy liczbę moli wodorotlenku sodu, które zneutralizowało nadmiar kwasu (reakcja 3.)

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3& -& 0,2\mathrm{mol}\\ 0,04\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3& -& n_{\mathrm{NaOH}}\end{array}$

$n_{\mathrm{NaOH}}=\frac{0,04\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,2\mathrm{mol}}{1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,008\mathrm{mol}$

Obliczmy ile moli kwasu użyto w reakcji:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3& -& 0,2\mathrm{mol}\\ 0,05\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3& -& n_{\mathrm{HCl}}\end{array}$

$n_{\mathrm{HCl}}=\frac{0,05\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\cdot 0,2\mathrm{mol}}{1\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}=0,01\mathrm{mol}$

 

Obliczmy "nadwyżkę" moli kwasu, które zneutralizowało amoniak (reakcja 2.):

$n_{\mathrm{HCl}\text{nadwyz˙ka}}=0,01\mathrm{mol}-0,008\mathrm{mol}=0,002\mathrm{mol}$

Skoro 0,002 mol kwasu zneutralizowało cały powstały amoniak, a stosunek molowy amoniaku do kwasu wynosi 1:1, to w reakcji 1 powstało 0,002 mola amoniaku.

Z reakcji 1. wynika, że z 1 mola azotanu(V) amonu powstaje 1 mol amoniaku.

W takim razie na początku reakcji uległo 0,002 mol azotanu(V) amonu.

 

Obliczmy masę molową azotanu(V) amonu:

$M_{\mathrm{NH}{}_4\mathrm{NO}{}_3}=2\cdot M_{\mathrm{N}}+4\cdot M_{\mathrm{H}}+3\cdot M_{\mathrm{O}}=2\cdot 14\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+4\cdot 1\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}+3\cdot 16\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}=80\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

I jaką masę ma 0,002 mol tego związku.

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}& -& 80\mathrm{g}\\ 0,002\mathrm{mol}& -& m\end{array}$

$m=\frac{0,002\mathrm{mol}\cdot 80\mathrm{g}}{1\mathrm{mol}}=0,16\mathrm{g}=160\mathrm{mg}$

 

Obliczamy masową zawartość azotanu(V) amonu w próbce technicznego azotanu(V) amonu:

$\%\mathrm{NH}{}_4\mathrm{NO}{}_3=\frac{160\mathrm{mg}}{165\mathrm{mg}}\cdot 100\%\approx 97\%$

 

Odpowiedź: W próbce technicznego azotanu(V) amonu znajduje się 97% tej substancji.