дано:
- Масса воды (m(H2O)) = 122 г
- Массовая доля ортофосфорной кислоты (w(H3PO4)) = 15,8 %
найти:
Массу оксида фосфора(V) (P2O5), необходимую для получения указанного раствора.
решение:
1. Сначала найдем массу ортофосфорной кислоты (H3PO4), которая будет содержаться в растворе:
w(H3PO4) = (m(H3PO4) / (m(H3PO4) + m(H2O))) * 100%
Пусть m(H3PO4) = x (масса H3PO4). Тогда получаем уравнение:
15,8 = (x / (x + 122)) * 100.
2. Преобразуем уравнение:
0,158 = x / (x + 122)
0,158(x + 122) = x
0,158x + 19,236 = x
x - 0,158x = 19,236
0,842x = 19,236
x = 19,236 / 0,842 ≈ 22,84 г.
Таким образом, масса ортофосфорной кислоты должна составлять примерно 22,84 г.
3. Теперь определим, сколько массы оксида фосфора(V) (P2O5) нужно для получения этой массы H3PO4. Реакция образования H3PO4 из P2O5:
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4.
4. На основе стехиометрии реакции:
1 моль P2O5 дает 2 моль H3PO4.
M(P2O5) = 142 г/моль и M(H3PO4) = 98 г/моль.
5. Рассчитаем количество вещества H3PO4:
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 22,84 г / 98 г/моль ≈ 0,233 моль.
6. Количество вещества P2O5:
По уравнению реакции 1 моль P2O5 дает 2 моль H3PO4, следовательно:
n(P2O5) = n(H3PO4) / 2 = 0,233 моль / 2 ≈ 0,1165 моль.
7. Теперь находим массу P2O5:
m(P2O5) = n(P2O5) * M(P2O5) = 0,1165 моль * 142 г/моль ≈ 16,59 г.
ответ:
Для получения раствора с массовой долей ортофосфорной кислоты 15,8 % необходимо растворить примерно 16,59 г оксида фосфора(V).