Как правильно рассчитать массу нитрида магния,  подвергшегося разложению водой

 

 

Данная задача интересна тем, что на первом этапе происходит одна реакция, продукты которой участвуют в двух параллельных реакциях.

Задача 3.8.
 Определите массу нитрида магния, полностью подвергшегося разложению водой, если для солеобразования с продуктами гидролиза потребовалось 300 мл 4%-ного раствора соляной кислоты (р = 1,02 г/мл).
Дано:
объем соляной кислоты: V_р-ра(НС1) = 300 мл;
массовая доля НС1 в соляной кислоте:  (НС1) = 4% ;
плотность соляной кислоты: р_р-ра(НС1) = 1,02 г/мл.
Найти: массу Mg₃N₂.
Решение:
В условии задачи описано несколько последовательных химических реакций.

Мg₃N₂ + 6Н₂O = ЗМg(ОН)₂ + 2NH₃   ( 1 )

Оба продукта первой реакции будут взаимодействовать с соляной кислотой с образованием солей.

Мg(ОН)₂ + 2НС1 = МgС1₂ + 2Н₂О  (2)
NH₃ + НС1 - NH₄С1  (3)

Решение данной задачи необходимо вести с составлением математического уравнения. Схематично алгоритм можно представить таким образом:

1. Обозначим количество вещества¹ исходного Mg₃N₂ величиной  «а»: n(Mg₃N₂) = а моль.
Используя величину «а» как известную, по первому химическому уравнению определяем количество вещества каждого из продуктов:

2. По второй химической реакции определяем количество вещества НС1, которое расходуется на солеобразование с (3а) моль Mg(OH)₂.

3. По третьей химической реакции определяем количество вещества НС1, которое расходуется на солеобразование с (2а) моль МН₃.

4. Определяем общее количество НС1, которое расходовалось в реакциях №2 и №3 по результатам расчета в предыдущих двух действиях.

n(HCl)_общее = n(HCl)_{в р-ции№2} + n(НС1)_{в р-ции№3} = 6а + 2а = (8а) моль.

5. Определяем количество вещества НС1, которое содержалось в 300 мл 4%-ного раствора (по данным условия):

6. Составляем математическое уравнение. Для этого приравниваем количество вещества НС1, определенное путем расчета по химическим уравнениям (из 4 действия), и значение, найденное в 5 действии:

8а = 0,335.

Решая это математическое уравнение, находим значение величины «а»:

а = 0,042 моль.

Величиной «а», мы обозначали количество вещества исходного Мg₃N₂: n(Мg₃N₂) = 0,042 моль.
7. Определяем массу исходного вещества:

m(Мg₃N₂) = n(Мg₃N₂) ^. M(Мg₃N₂)  = 0,042 ^. 100 = 4,2 г.

Ответ: m(Мg₃N₂)  = 4,2 г.

---

Комментарии:
¹Величиной «а» можно было обозначить и массу исходного вещества. В этом случае в расчетах фигурировали бы более сложные значения, и возросла вероятность арифметической ошибки.

---