Дано:
масса мочевины (m_urea) = 25 т = 25000 кг
массовая доля NH3 в аммиачной воде (w_NH3) = 24 % = 0,24
Найти:
массу аммиачной воды (m_solution), необходимую для замены мочевины.
Решение:
1. Определим количество моль мочевины:
Молярная масса мочевины (NH2CONH2):
M_urea = 12 + 2*1 + 14 + 16
M_urea = 12 + 2 + 14 + 16
M_urea = 44 г/моль
Количество моль мочевины:
n_urea = m_urea / M_urea
n_urea = 25000 кг / (44 г/моль)
Преобразуем массу мочевины в граммы:
n_urea = 25000000 г / 44 г/моль
n_urea ≈ 568181,82 моль
2. В процессе разложения мочевины выделяется аммиак, и на 1 моль мочевины получается 2 моля NH3. Таким образом, количество моль NH3, получаемое из мочевины:
n_NH3_from_urea = 2 * n_urea
n_NH3_from_urea = 2 * 568181,82 моль
n_NH3_from_urea ≈ 1136363,64 моль
3. Найдем массу аммиачной воды, содержащей это количество NH3. Сначала определим количество моль NH3 в аммиачной воде:
Молярная масса NH3:
M_NH3 = 14 + 3*1
M_NH3 = 17 г/моль
Теперь найдем массу аммиачной воды, которая содержит это количество NH3:
n_NH3 = m_solution * w_NH3 / M_NH3
m_solution = n_NH3 * M_NH3 / w_NH3
m_solution = n_NH3_from_urea * M_NH3 / w_NH3
m_solution = 1136363,64 моль * 17 г/моль / 0,24
m_solution = 19318136,36 г
Преобразуем массу в килограммы:
m_solution = 19318136,36 г / 1000 = 19318,14 кг
Ответ:
Необходимая масса аммиачной воды для замены 25 т мочевины составляет примерно 19318,14 кг.