سوال ۸۹ شیمی کنکور تجربی ۱۴۰۲ نوبت اول با پاسخ تشریحی

۱. تعیین رابطهٔ مولی واکنش

معادلهٔ موازنه‌شدهٔ واکنش چنین است:
$\mathrm{(NH_4)_2SO_4(aq)+BaCl_2(aq)\rightarrow BaSO_4(s)+2NH_4Cl(aq)}$

بنابراین نسبت مولی آمونیوم سولفات به باریم سولفات برابر $1:1$ است. چون واکنش کامل است، باریم کلرید به مقدار کافی وجود دارد و ناخالصی‌ها واکنش نمی‌دهند، داریم:
$n\big(\mathrm{(NH_4)_2SO_4}\big)=n(\mathrm{BaSO_4})=0.2\,\mathrm{mol}$

در تمرین دوره‌ای کتاب نیز از تشکیل رسوب باریم سولفات برای تعیین خلوص کود استفاده شده است؛ البته در این سؤال، خلوص بر مبنای کل آمونیوم سولفات خواسته شده، نه فقط یون سولفات (شیمی ۲، صفحهٔ ۴۸–۴۹).

۲. محاسبهٔ جرم آمونیوم سولفات خالص

در فرمول آمونیوم سولفات، دو اتم نیتروژن، هشت اتم هیدروژن، یک اتم گوگرد و چهار اتم اکسیژن وجود دارد. پس جرم مولی آن برابر است با:
$M\big(\mathrm{(NH_4)_2SO_4}\big)=2(14)+8(1)+32+4(16)=132\,\mathrm{g\,mol^{-1}}$

جرم مادهٔ خالص موجود در کود:
$m=nM=0.2\times132=26.4\,\mathrm{g}$

۳. محاسبهٔ درصد خلوص

طبق مفهوم درصد خلوص، جرم مادهٔ خالص را بر جرم کل نمونه تقسیم می‌کنیم و حاصل را در صد ضرب می‌کنیم (شیمی ۲، صفحهٔ ۲۳):
$\text{درصد خلوص}=\frac{\text{جرم مادهٔ خالص}}{\text{جرم کل نمونه}}\times100$

$\text{درصد خلوص}=\frac{26.4}{33}\times100=80\%$

در این مسئله به ضریب بازده نیاز نداریم، زیرا واکنش کامل انجام شده است و کاهش مقدار مادهٔ واکنش‌دهنده صرفاً ناشی از ناخالصی کود است.

پاسخ: گزینهٔ ۱