Задача 2. На чашках весов уравновешены два открытых стакана, содержащие 43,5 мл 25%-ного раствора азотной
кислоты плотностью 1,15 г/мл в каждом. В один из стаканов внесено 20 г мрамора, а в другой - 20 г карбоната магния. Измениться ли равновесие весов после окончания реакции?
ответ подтвердите расчетами.
Итак, у нас есть два открытых стакана с 25%-ным раствором азотной кислоты плотностью 1,15 г/мл. В каждом из стаканов содержится 43,5 мл раствора.
В один из стаканов внесено 20 г мрамора, а в другой - 20 г карбоната магния. Мы должны выяснить, изменится ли равновесие весов после окончания реакции.
Чтобы решить задачу, нам необходимо понять, какие химические реакции произойдут при внесении мрамора и карбоната магния в раствор азотной кислоты.
Мрамор (CaCO3) реагирует с азотной кислотой (HNO3) по следующему уравнению:
CaCO3 + 2HNO3 -> Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
Карбонат магния (MgCO3) также реагирует с азотной кислотой по аналогичному уравнению:
MgCO3 + 2HNO3 -> Mg(NO3)2 + CO2 + H2O
Согласно уравнениям реакции, в процессе взаимодействия мрамора и карбоната магния с азотной кислотой выделяются углекислый газ (CO2) и вода (H2O), а также образуются нитраты кальция (Ca(NO3)2) и магния (Mg(NO3)2).
Теперь посмотрим, как изменится масса раствора. Известно, что плотность раствора азотной кислоты составляет 1,15 г/мл. То есть, если у нас имеется 43,5 мл такого раствора, его масса будет равна:
43,5 мл * 1,15 г/мл = 50,025 г
Таким образом, масса раствора азотной кислоты в каждом стакане составляет 50,025 г.
Теперь рассмотрим химические реакции, которые происходят в каждом стакане.
1. В стакане с мрамором:
Масса мрамора равна 20 г, а масса раствора азотной кислоты составляет 50,025 г. Во время реакции мрамор будет растворяться, а его масса уменьшится. Однако масса образовавшихся продуктов реакции (нитратов кальция, CO2 и H2O) будет превышать массу исходных веществ (мрамора и раствора азотной кислоты). Таким образом, общая масса в стакане увеличится, а равновесие весов смещено будет в сторону стакана с мрамором.
2. В стакане с карбонатом магния:
Аналогично, масса карбоната магния равна 20 г, а масса раствора азотной кислоты также составляет 50,025 г. При реакции карбонат магния будет растворяться, а его масса уменьшится. Масса образовавшихся продуктов (нитратов магния, CO2 и H2O) также превысит массу исходных веществ. Следовательно, общая масса в стакане увеличится, и равновесие весов также будет смещено в сторону стакана с карбонатом магния.
Таким образом, равновесие весов изменится после окончания реакции в обоих стаканах - оно будет смещено в сторону стакана с мрамором и стакана с карбонатом магния.
Надеюсь, что объяснение было понятным. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь обратиться!