Question

С. при растворении оксида азота 4 в воде образуется смесь азотной и азотистой кислот. составьте уравнение реакции и рассчитайте массовые доли кислот в растворе, полученном при растворении порции оксида азота 4 объемом 2,24 л (н.у.) в 1 л воды. выход продуктов реакции возьмите 100%-м. к какому типу относится данная окислительно-восстановительная реакция?

Answer 1

Дано: V NO₂ = 2,24л
VH₂O = 1л
ηпр =100%
Найти: W(HNO₃) и W(HNO₂),
 указать тип реакции.
Решение.
2NO₂ + H₂O = HNO₃ + HNO₂
n(NO₂) = 2,24/22,4 = 0,1 моля
     Из уравнения видно, что 2 моля оксида азота(IV) дают по молю кислот
тогда из0,1 моля получится по 0,05 молей.
(пропорция: 2 моля оксида 1 моль к-ты
                       0,1 моля оксида Х молей кислоты
Х= 1*0,1/2 = 0,05)
m = n * M,    где n химическое количество, г-моль;  M молярная масса, моль;
М(HNO₂) = 1 + 14 + 2*16 = 47 (г/моль);
М(HNO₃) = 1 + 14 + 3*16 = 63 (г/моль)
m(HNO₂) = 0,05 * 47 = 2,35 (г)
m(HNO₃) = 0,05 * 63 = 3,15 (г)
m(NO₂) = n*M = 0,1*46 = 4,6 (г)
W = (mв-ва/mр-ра) *100%
      Т.к. про  улетучивание газов из продуктов реакции не сказано, масса раствора до реакции равна массе после.
     Масса 1 л воды =1 кг, т.к. ее плотность 1, тогда  масса раствора:
mр-ра = 1000 + 4,6 = 1004,6 (г)
W(HNO₂) = 2,35*100/1004,6 ≈ 0,23%
W(HNO₃) = 3,15*100/1004,6 ≈ 0,31%
     Данная окислительно-восстановительная реакция относится к реакциям диспропорционирования, поскольку в ней окислителем и восстановителем является одно и тоже вещество. Входящий в oксид N⁴⁺ в процессе окисления отдает 1е, т.е. является восстановителем, а сам окисляется до N⁵⁺. И N⁴⁺ является в свою очередь, окислителем, принимая этот 1е и восстанавливаясь до N³⁺
2N⁴⁺O₂ + H₂O = HN⁵⁺O₃ + HN³⁺O₂
N⁴⁺  - e  →  N⁵⁺  |1            окисление, N⁴⁺ восстановитель
N⁴⁺ + e  →  N³⁺   | 1           восстановление,  N⁴⁺ окислитель
ответ: W(HNO₂) = 0,23%;  W(HNO₃) = 0,31%; ОВР(диспропорционирование)