Дано: Масса сплава (Ti-Ag-Au) = 24.00 г Обработка кипящим раствором каустической соды: Образуется безцветный и беззапаховый газ объемом = 13.49 л Газ, выделяющийся при обработке азотной кислотой с озоном: Газ + избыток кислорода поглощается 24.46% раствором гидроксида калия массой = 279.6 г Обозначим мольную массу золота как Ar_Au (g/mol) Масса золота, содержащегося в сплаве = x г Рассчитаем массу термически обработанного сплава: Масса сплава - Масса газа = масса обработанного сплава 24.00 г - масса газа = масса обработанного сплава Рассчитаем количество молей газа, образующегося при обработке сплава каустической содой: V газа = 13.49 л Используем идеальный газовый закон: PV = nRT где P - давление газа, V - объем газа, n - количество молей газа, R - универсальная газовая постоянная, T - температура в К. Газ образуется при температуре кипения раствора каустической соды, которая примерно равна 373 К. Значение универсальной газовой постоянной R = 0.0821 л × атм/моль × К. P × V = n × R × T Примем P = 1 атм, T = 373 К (1 атм × 13.49 л) / (0.0821 л × атм/моль × К × 373 К) = n n = 0.42 моль Рассчитаем количество молей Ag и Au, содержащихся в сплаве: Обозначим количество молей Ag как n_Ag и Au - как n_Au n_Ag + n_Au = n n_Ag + n_Au = 0.42 моль ... (1) Как известно, золото реагирует с кислородом и выделяет газ o3, который образует избыитечное количество гидроксида кислоты: Масса гидроксида калия = 279.6 г Молярная масса гидроксида калия = Ar_KOH = 56.1 г/моль Масса озона = (24.46 / 100) × 279.6 г = 68.29 г Масса кислорода = 68.29 г - масса газа Масса кислорода = 68.29 г - (0.42 моль × 32 г/моль) = 54.85 г Обозначим количество молей Ag как n_Ag и Au - как n_Au Состав уравнений по каждому элементу: Ag + O3 = Ag2O + O2 n_Ag1 = n_Ag2 + n_A2 Au + O3 = AuO + O2 n_Au1 = n_Au2 + n_O2 В результате: 2n_Ag2 + 1.5n02 = n_Ag1 + n02 2n_Au2 + 1.5n02 = n_Au1 + n02 2n_Ag2 + 1.5n02 = n_Ag1 + n02 2n_Ag2 + n02 = n_Ag1 2n_Au2 + n02 = n_Au1 2n_Ag2 + 1.5n02 = n_Ag1 + 1.5n02 2n_Ag2 + n02 = n_Ag1 1/2n_Ag2 = 1/2n02 n_Ag2 = n02 ... (2) 2n_Au2 + 1.5n02 = n_Au1 + 1.5n02 2n_Au2 = n_Au1 n_Au1 = 2n_Au2 n_Au = 4n_Ag2 ... (3) Подставим значения (2) и (3) в (1): n_Ag + 4n_Ag2 = 0.42 моль 5n_Ag2 = 0.42 моль n_Ag2 = 0.42 моль / 5 n_Ag2 = 0.084 моль n_Au = 4 * 0.084 моль = 0.336 моль Рассчитаем массы Ag и Au: Масса Ag = n_Ag × Ar_Ag = 0.084 моль × 108 г/моль = 9.072 г Масса Au = n_Au × Ar_Au = 0.336 моль × 197 г/моль = 66.192 г Рассчитаем массовую долю золота в сплаве: Массовая доля Au = (Масса Au / Масса сплава) × 100% = (66.192 г / 24.00 г) × 100% ≈ 275 % (округлим до целого числа) Массовая доля золота в сплаве составляет около 275%.