Химия
8 класс
Вопрос
Образец смеси, состоящей из хлорида, бромида и сульфида натрия, массой 0,841 г растворили в дистиллированной воде и обработали избытком раствора нитрата серебра. Масса выпавшего при этом осадка составляла 2,031 г. После неоднократного промывания раствором тиосульфата натрия масса осадка уменьшилась до 0,992 г.
а. Вычислите процентное содержание компонентов смеси.
б. Напишите уравнения происходящих химических реакций.
Ответ
Проведенные при анализе реакции могут быть описаны следующими сокращенными ионными уравнениями:
$Cl^{-} + Ag^{+} = AgCl$,
$Br^{-} + Ag^{+} = AgBr$,
$S^{2-} + 2Ag^{+} = Ag_2S$,
$AgX + 2S_2O_3^{2-} = [Ag(S_2O_3)]^{3-} + X^{-}$.
В растворе тиосульфата натрия из выпадающих осадков не растворяется сульфид серебра. По его массе можно определить содержание $Na_2S$ в смеси
$\frac{78 \: г Na_2S}{248 \: г Ag_2S} = \frac{x \: г Na_2S}{0,992 \: г Ag_2S}$, $x = 0,312 \: г \: Na_2S$.
Суммарная масса хлорида и бромида серебра $(AgCl + AgBr)$ равна $2,031 - 0,992 = 1,039$ г, а масса смеси хлорида и бромида натрия $(NaCl + NaBr)$ составляет $0,841 - 0,312 = 0,529$ г. Если принять, что в смеси содержится $y$ г $NaCl$ ($M = 58,5$) и $z$ г $NaBr$ ($M = 163$), то
$y + z = 0,529$, (1)
$\frac{58,5 \: г \: NaCl}{143,5 \: г \: AgCl} = \frac{y}{a}, a = \frac{143,5y}{58,5}$,
$\frac{103 \: г \: NaBr}{188 \: г \: AgBr} = \frac{z}{b}, b = \frac{188z}{103}$.
Поскольку $a + b = 1,039$,
$\frac{143,5y}{58,5} + \frac{188z}{103} = 1,039$. (2)
Решая систему уравнений (1) - (2), находим: $y = 0,117 \: г NaCl$, $z = 0,412 \: г \: NaBr$.
Процентное содержание солей в образце смеси: $(NULL,117 : 0,841) \cdot 100 = 13,9$ % $NaCl$; $(NULL,312 : 0,841) \cdot 100 = 37,1$ % $Na_2S$ и $(NULL,412 : 0,841) \cdot 100 = 49$ % $NaBr$.
(Алгебраическая система уравнений, где количества галогенидов выражены в молекулярных массах и молях, имеет вид
$\begin{cases} 58,5y + 103z = 0,529 & y = 0,002 \: моля, \: или \: 0,117 \: г, \: NaCl \\ 143,5y + 188z = 1,039 & z = 0,004 \: моля, \: или \: 0,412 \: г \: NaBr \end{cases}$.)