Рассчитать массовую долю азотной кислоты (HNO₃)

Азотная кислота (HNO₃) — одно из самых востребованных веществ в химической промышленности, используемое для производства удобрений, лекарств и в металлургии. При работе с ней крайне важно знать точную концентрацию раствора. На этой странице вы найдете удобный инструмент для вычислений, теоретические основы и разбор типовых задач.

Как пользоваться калькулятором

Наш онлайн-инструмент позволяет мгновенно определить концентрацию раствора без ручных вычислений. Для получения результата выполните следующие шаги:

1. Введите массу вещества: Укажите массу чистой азотной кислоты в граммах (г) или килограммах (кг).
2. Укажите параметры растворителя или раствора: Выберите, что вам известно — масса добавленной воды (растворителя) или уже готовая масса всего раствора.
3. Получите результат: Калькулятор автоматически рассчитает массовую долю в долях и процентах.

Этот инструмент полезен школьникам, студентам химических факультетов и лаборантам для быстрой проверки данных.

Формула расчета массовой доли

Массовая доля (обозначается греческой буквой ω, читается как «омега») показывает, какую часть от общей массы смеси составляет масса целевого компонента. Результат может быть представлен в виде десятичной дроби или в процентах.

Основная формула выглядит так:

ω = m(в-ва) / m(р-ра) × 100%

Где:

• m(в-ва) — масса чистой азотной кислоты;
• m(р-ра) — общая масса раствора.

Если известна масса воды

Часто в задачах дается не масса готового раствора, а масса воды, в которой растворили кислоту. В этом случае массу раствора необходимо сначала найти сложением:

m(р-ра) = m(в-ва) + m(H₂O)

Тогда итоговая формула примет вид:

ω = m(в-ва) / (m(в-ва) + m(H₂O)) × 100%

Примеры решения задач

Разберем несколько типичных ситуаций, с которыми можно столкнуться на уроках химии или в лабораторной практике.

Пример 1: Приготовление раствора из компонентов

Задача: Лаборант растворил 40 граммов чистой азотной кислоты в 160 граммах дистиллированной воды. Какова массовая доля кислоты в полученном растворе?

Решение:

1. Сначала найдем общую массу полученного раствора. Для этого сложим массу кислоты и массу воды:
   • m(р-ра) = 40 г + 160 г = 200 г.
2. Теперь применим формулу массовой доли:
   • ω = 40 г / 200 г = 0,2.
3. Переведем значение в проценты, умножив на 100:
   • 0,2 × 100% = 20%.

Ответ: Массовая доля азотной кислоты составляет 20%.

Пример 2: Расчет массы чистого вещества

Задача: Имеется 500 граммов раствора азотной кислоты с концентрацией 10%. Сколько граммов чистой HNO₃ содержится в этой емкости?

Решение: Выразим массу вещества из основной формулы:

• m(в-ва) = (ω × m(р-ра)) / 100%
• m(HNO₃) = (10 × 500) / 100 = 50 граммов.

Ответ: В растворе содержится 50 граммов чистой кислоты.

Расчет через плотность и объем

В реальной лабораторной практике жидкие кислоты чаще измеряют по объему (в миллилитрах или литрах), а не взвешивают на весах. Для перехода от объема к массе необходимо знать плотность раствора (ρ, ро).

Формула связи массы, плотности и объема:

m = V × ρ

Зная плотность раствора азотной кислоты, формулу массовой доли можно записать так:

ω = m(в-ва) / (V(р-ра) × ρ(р-ра)) × 100%

Обратите внимание, что плотность раствора азотной кислоты меняется в зависимости от ее концентрации. Например, плотность 10% раствора составляет примерно 1.05 г/мл, а концентрированной «дымящей» кислоты (98%) — около 1.51 г/мл.

Важные замечания об азотной кислоте

При проведении расчетов и лабораторных работ следует помнить:

• Молярная масса: Для стехиометрических расчетов часто требуется молярная масса HNO₃. Она равна 1 (H) + 14 (N) + 3×16 (O) = 63 г/моль.
• Меры безопасности: Азотная кислота является едким веществом. При работе с ней, особенно при приготовлении растворов, необходимо использовать защитные перчатки, очки и халат. Всегда добавляйте кислоту в воду, а не наоборот, чтобы избежать разбрызгивания из-за сильного нагрева.

Часто задаваемые вопросы

Что ещё может пригодиться после

Мы подобрали калькуляторы, которые помогут вам с разными задачами, связанными с текущей темой.