Химия

Металлы, входящие в состав латуни, реагируют с азотной кислотой по уравнениям

$3Cu + 8HNO_3 = 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$,
$3Zn + 8HNO_3 = 3Zn(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$.

Вычислим число грамм-эквивалентов меди ($A = 63,54$) и цинка ($A = 65,38$), входящих в состав сплава

$x_1 = \frac{0,6m}{63,54} = \frac{0,6 \cdot 41,54}{63,54} = 0,393$ г-экв $Cu$,
$x_2 = \frac{0,4m}{65,38} = \frac{0,4 \cdot 41,54}{65,38} = 0,254$ г-экв $Zn$.

При реакции на каждый атом цинка или меди приходится 8/3 моля $HNO_3$, при реакции ($x_1 + x_2$) молей этих металлов во взаимодействие вступает $8/3 \cdot (NULL,393 + 0,254) = 8/3 \cdot 0,647 = 1,627$ моля $HNO_3$. $M_{HNO_3} = 63,02$ г, следовательно, 1,627 моля $HNO_3$ имеют массу $63,02 \cdot 1,627 = 102,6$ г. По условию задачи в 100 г кислоты плотностью 1,165 г/мл содержится 27,12 г. $HNO_3$, отсюда

$\frac{100}{27,12} = \frac{x}{102,6}$,

а с учетом плотности раствора его объем равен

$V = \frac{m}{d} = \frac {102,6 \cdot 100}{27,12 \cdot 1,165} = 324,6$ мл.

(Указанное решение не является достаточно строгим, как при реакции цинка с 27 %-ной азотной кислотой образуется не только $NO$, но вследствие понижения концентрации кислоты в ходе реакции образуются также $N_2O$, $N_2$ и $NH_4NO_3$. Кроме того, в приведенном решении не учтена реакция латуни с избытком концентрированной $HNO_3$, которая протекает практически однозначно по уравнению

$Cu + 4HNO_3 = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$,
$Zn + 4HNO_3 = Zn(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$,

причем на каждый моль атомов металла здесь расходуется не 8/3, а 4 моля кислоты, т. е. ее расход оказывается в 1,5 раза больше)