3. При нитровании вещества б концентрированной азотной кислотой получили производное массой 22,9 г. Какой объем аммиака (н. у.) необходимо затратить для получения азотной кислоты, израсходованной на нитрование? Выходы всех реакций считать количественными.

Вещество б - фенол (C₆H₅OH). При нитровании фенола концентрированной азотной кислотой образуется смесь орто- и пара-нитрофенолов, а также 2,4,6-тринитрофенол (пикриновая кислота). По условию задачи получили производное массой 22,9 г. Предположим, что получили 2,4,6-тринитрофенол (пикриновую кислоту). Молярная масса пикриновой кислоты = 229 г/моль. Количество вещества пикриновой кислоты = 22,9 г / 229 г/моль = 0,1 моль.

C₆H₅OH + 3HNO₃ → C₆H₂OH(NO₂)₃ + 3H₂O

На 1 моль фенола требуется 3 моль азотной кислоты. Следовательно, на 0,1 моль пикриновой кислоты требуется 0,3 моль азотной кислоты.

Азотная кислота получается из аммиака в несколько стадий:

4NH₃ + 5O₂ → 4NO + 6H₂O

2NO + O₂ → 2NO₂

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

Из 4 моль аммиака получается 4 моль NO, из 4 моль NO получается 4 моль NO₂, из 6 моль NO₂ получается 4 моль HNO₃. Следовательно, из 3 моль NH₃ получается 2 моль HNO₃. Для получения 0,3 моль азотной кислоты потребуется (0,3 * 3)/2 = 0,45 моль аммиака.

Объем аммиака = 0,45 моль * 22,4 л/моль = 10,08 л.

Ответ: 10,08 л