1 случай: концентрированная азотная кислота
Cu + 4HNO₃ (конц) = Cu(NO₃)₂ + 2NO₂↑ + 2H₂O
m(Cu) = 32 г, тогда n(Cu) = 32/64 = 0,5 моль (64 - это молекулярная масса меди из таблицы Менделеева).
По уравнению видно, что меди было 1 моль, а кислоты в 4 раза больше. Тогда, n(HNO₃) = 4 * n(Cu) = 4 * 0,5 = 2 моль.
Тогда, m(HNO₃) = 2 * 63 = 126 г (63 - это молекулярная масса кислоты)
Итак, у Ромы получилось, что потребуется 126 грамм азотной концентрированной кислоты для растворения 32 граммов меди.
2 случай: разбавленная азотная кислота
3Cu + 8HNO₃ (разб) = 3Cu(NO₃)₂ + 2NO↑ + 4H₂O
n(Cu) остаётся неизменным — 0,5 моль. Но уже у нас 3 моля меди по реакции, а кислоты 8, тогда n(HNO₃) = 8/3 * 0,5 = 8/6 моль.
Тогда m(HNO₃) = 8/6 * 63 = 84 г.
Выходит, Дима вычислил, что для растворения 32 граммов меди нужно взять 84 грамма азотной разбавленной кислоты.
При реакции меди с концентрированной азотной кислотой выделился газ NO₂ — оксид азота (IV), а с разбавленной выделился NO — оксид азота (II).
HNO₃ концентрированная:
n(Cu) = 0,5 моль
n(NO₂) = 2*n(Cu) = 1 моль (по уравнению реакции: газа получилось в два раза больше меди)
V(NO₂) = 1 * 22,4 = 22,4 л (22,4 - это молярный объём, он как молярная масса, но только для газов и всегда постоянный при нормальных условиях)
С концентрированной азотной кислотой выделилось 22,4 л NO₂.
HNO₃ разбавленная:
n(Cu) = 0,5 моль
n(NO) = 2/3 * 0,5 = 1/3 моль
V(NO) = 1/3 * 22,4 ≈ 7,5 л
С разбавленной выделилось около 7,5 л NO.
Ответ:
1) Массы азотной разбавленной и концентрированной кислот для растворения меди не равны: в случае с разбавленной кислотой требуется 84 г, с концентрированной – 126 г.
2) В случае с концентрированной кислотой выделится 22,4 л оксида азота (IV) NO₂, с разбавленной – около 7,5 л оксида азота (II) NO.