DWMED

Mocznik jest krystalicznym ciałem stałym o wzorze sumarycznym (NH₂)₂CO. Związek ten powstaje w dwuetapowym procesie technologicznym:

Etap 1.: 2NH₃ + CO₂ ⇄ NH₂COONH₄                     ∆H^o = –117 kJ

Etap 2.: NH₂COONH₄ ⇄ (NH₂)₂CO + H₂O              ∆H^o = 15,5 kJ

Ponieważ proces prowadzi się pod wysokim ciśnieniem, opisane reagenty wchodzą w skład tej samej fazy ciekłej. Ciśnienie 14 – 42 MPa sprzyja również trwałości produktu pośredniego, co pozwala na jego uzyskanie ze stosunkowo wysoką wydajnością w etapie 1. procesu. Wodny roztwór mocznika o stężeniu 32,5% masowych to tzw. AdBlue – bezbarwna mieszanina, której gęstość w temperaturze 293 K wynosi 1,09 g∙cm^–3. AdBlue jest substratem procesów biegnących w układach katalitycznych nowoczesnych silników Diesla. Zamieszczony rysunek przedstawia zależność rozpuszczalności mocznika w wodzie, w zakresie temperatur 0 ^oC – 80 ^oC.

Na podstawie: K. Schmidt-Szałowski, M. Szafran, E. Bobryk, J. Sentek, Technologia chemiczna. Przemysł nieorganiczny, Warszawa 2013, W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013 oraz karta charakterystyki AdBlue.

W temperaturze 20 ^oC przygotowano 141 cm³ roztworu AdBlue, do którego wprowadzono pewną ilość mocznika i ogrzano do temperatury 38 ^oC. Po dokładnym wymieszaniu zawartości naczynia uzyskano zawiesinę, w której faza stała stanowiła 2% masy.

Na podstawie niezbędnych obliczeń ustal stężenie mocznika (procenty masowe) w fazie ciekłej powstałej zawiesiny. Następnie oblicz, ile gramów mocznika wprowadzono do roztworu AdBlue podczas opisanego eksperymentu. Wyniki podaj z dokładnością do pierwszego miejsca po przecinku.