Дано: объем фосфина (V1) = 12,8 мл; объем азотной кислоты (V2) = 312 мл; концентрация азотной кислоты (с) = 0,6 н.
Найти: массу ортофосфорной кислоты и объем выделившегося газа.
Решение с расчетом:
1. Найдем количество вещества фосфина:
n(Ph3) = V1 * (P/760) / (RT)
где P - давление фосфина, R - универсальная газовая постоянная, T - температура.
При комнатной температуре (25 °C = 298 K) и давлении 1 атм (760 мм рт. ст.) получим:
n(Ph3) = 12,8 мл * (1/760) / (0,082 * 298) = 0,000558 моль
2. Рассчитаем количество вещества азотной кислоты:
n(HNO3) = c * V2
n(HNO3) = 0,6 моль/л * 0,312 л = 0,1872 моль
3. Определим, какой реагент является ограничивающим:
Ph3 + 4 HNO3 → H3PO4 + 4 NO2 + 2 H2O
n(Ph3) : n(HNO3) = 1 : 4
Так как количество фосфина меньше в 4 раза, чем количество азотной кислоты, то ограничивающим реагентом является фосфин.
4. Рассчитаем количество ортофосфорной кислоты:
n(H3PO4) = n(Ph3)
n(H3PO4) = 0,000558 моль
5. Найдем массу ортофосфорной кислоты:
m(H3PO4) = n(H3PO4) * M(H3PO4)
m(H3PO4) = 0,000558 моль * 98 г/моль = 0,0547 г
6. Определим объем выделившегося газа:
1 моль Ph3 -> 1 моль NO2
0,000558 моль Ph3 -> x моль NO2
x = 0,000558 моль
V(NO2) = n(NO2) * 22,4 л/моль
V(NO2) = 0,000558 моль * 22,4 л/моль = 0,0125 л = 12,5 мл
Ответ: масса ортофосфорной кислоты равна 0,0547 г, объем выделившегося газа равен 12,5 мл.