Дано:
Масса фосфорита (Ca3(PO4)2) = 200 кг
Содержание Ca3(PO4)2 в фосфорите = 70%
Концентрация серной кислоты = 70%
Найти:
Массу раствора серной кислоты, необходимую для получения ортофосфорной кислоты.
Решение с расчетом:
Сначала определим массу Ca3(PO4)2 в исходном образце фосфорита:
m(Ca3(PO4)2) = 200 кг * 70% = 140 кг
Из уравнения реакции известно, что на 1 моль Ca3(PO4)2 требуется 3 моль H2SO4. Найдем количество молей H2SO4, необходимое для реакции с Ca3(PO4)2:
n(H2SO4) = n(Ca3(PO4)2) * (3/1),
где 3/1 - соотношение молей H2SO4 к молям Ca3(PO4)2
Теперь найдем массу H2SO4, необходимую для данной реакции. Для этого выразим массу через количество вещества и молярную массу:
m(H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4),
где M(H2SO4) - молярная масса H2SO4
Молярная масса H2SO4 = 98 г/моль, следовательно:
m(H2SO4) = n(H2SO4) * 98
Теперь найдем количество молей H2SO4, используя массу и концентрацию:
n(H2SO4) = m(H2SO4) / (M(H2SO4) * c),
где c - концентрация раствора серной кислоты в долях единиц (70% = 0.7)
Теперь можем найти массу раствора серной кислоты:
m(раствора H2SO4) = n(H2SO4) * M(H2SO4) / c
Подставляем известные значения:
m(раствора H2SO4) = (m(H2SO4) / (M(H2SO4) * c)) * M(H2SO4) / c
m(раствора H2SO4) ≈ (n(Ca3(PO4)2) * (3/1) * 98) / (0.7) * 98 / 0.7
Ответ:
Для получения ортофосфорной кислоты из 200 кг фосфорита с содержанием 70% Ca3(PO4)2 потребуется примерно 1800 кг раствора серной кислоты концентрацией 70%.