Дано:
Массовая доля кальция в составе руды: 29,0%
Масса руды: 80 т = 80,000 кг
Молекулярная масса фторапатита (ЗCa3(РO4)2 ∙ CaF2):
- ЗСа3(РО4)2: 3 * (40 + 31 + 16 * 4) = 3 * (40 + 31 + 64) = 3 * 135 = 405 г/моль
- CaF2: 40 + 2 * 19 = 40 + 38 = 78 г/моль
Мольная масса фтороводорода (HF): 1 * (1 + 19) = 20 г/моль
Найти:
Максимальную массу фтороводорода (кг), которую можно получить из руды.
Решение:
1. Найдем массу кальция, содержащегося в составе руды:
Масса кальция = Масса руды * Массовая доля кальция
Масса кальция = 80,000 кг * 29,0% = 0.29 * 80,000 кг = 23,200 кг
2. Рассчитаем количество моль кальция в составе руды:
Количество моль кальция в ЗСа3(РО4)2 = Масса кальция в ЗСа3(РО4)2 / Мольная масса кальция в ЗСа3(РО4)2
Количество моль кальция в CaF2 = Масса кальция в CaF2 / Мольная масса кальция в CaF2
Общее количество моль кальция = Количество моль кальция в ЗСа3(РО4)2 + Количество моль кальция в CaF2
3. Рассчитаем максимальную массу фтороводорода:
Моль фтороводорода = Общее количество моль кальция * 2 (так как каждый моль CaF2 дает 2 моль HF)
Масса фтороводорода = Моль фтороводорода * Мольная масса HF
Подробные расчеты:
Количество моль кальция в ЗСа3(РО4)2 = 23,200 кг / 405 г/моль = 57.28 моль
Количество моль кальция в CaF2 = 23,200 кг / 78 г/моль = 297.44 моль
Общее количество моль кальция = 57.28 моль + 297.44 моль = 354.72 моль
Моль фтороводорода = 354.72 моль * 2 = 709.44 моль
Масса фтороводорода = 709.44 моль * 20 г/моль = 14,188.8 г = 14.1888 кг
Ответ:
Максимальная масса фтороводорода, которую можно получить из руды массой 80 т, составляет приблизительно 14.1888 кг.