Дано:
Объем раствора фосфорной кислоты: 50 мл
Плотность раствора фосфорной кислоты: 1,01 г/см³
Масса израсходованного 1 н. раствора гидроксида натрия: 31,2 г
Плотность 1 н. раствора гидроксида натрия: 1,04 г/см³
Найти:
Концентрацию (%) фосфорной кислоты.
Решение с расчетом:
1. Найдем массу фосфорной кислоты:
m_1 = V_1 * ρ_1 = 50 мл * 1,01 г/мл = 50,5 г
2. Найдем эквивалентную массу гидроксида натрия:
M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
3. Рассчитаем количество вещества гидроксида натрия:
n_2 = m_2 / M(NaOH) = 31,2 г / 40 г/моль = 0,78 моль
4. Найдем количество вещества фосфорной кислоты, необходимое для нейтрализации:
Уравнение для реакции нейтрализации: H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
n_1 = 3n_2 = 3 * 0,78 = 2,34 моль
5. Найдем массовую долю фосфорной кислоты в растворе:
% = m_1 / (m_1 + m_3) * 100
где m_3 = m_2 + m(Na3PO4)
6. Рассчитаем m_3:
Масса Na3PO4 = n_1 * M(Na3PO4) = 2,34 моль * (22,99 г/моль + 30,97 г/моль + 4 * 16 г/моль) ≈ 246,93 г
m_3 = 31,2 г + 246,93 г = 278,13 г
7. Найдем концентрацию фосфорной кислоты:
% = 50,5 г / (50,5 г + 278,13 г) * 100% ≈ 15,4%
Ответ:
Концентрация раствора фосфорной кислоты составляет приблизительно 15,4%.