дано:
масса раствора фосфорной кислоты = 120 г
массовая доля H3PO4 = 7,80 % = 0,078
найти:
массы оксида фосфора(V) (P2O5) и воды (H2O), необходимые для приготовления раствора
решение:
1. Рассчитаем массу фосфорной кислоты (H3PO4) в растворе:
масса H3PO4 = масса раствора * массовая доля H3PO4
масса H3PO4 = 120 г * 0,078 = 9,36 г
2. Вычислим количество моль H3PO4:
молярная масса H3PO4 = 3 * 1,01 г/моль (H) + 30,97 г/моль (P) + 4 * 16,00 г/моль (O) = 98,00 г/моль
количество моль H3PO4 = масса H3PO4 / молярная масса H3PO4
количество моль H3PO4 = 9,36 г / 98,00 г/моль ≈ 0,0955 моль
3. Из уравнения реакции между оксидом фосфора(V) и водой:
P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4
1 моль P2O5 дает 2 моль H3PO4, следовательно:
количество моль P2O5 = 0,0955 моль H3PO4 * (1/2) ≈ 0,04775 моль
4. Рассчитаем массу оксида фосфора(V):
молярная масса P2O5 = 2 * 30,97 г/моль (P) + 5 * 16,00 г/моль (O) = 141,94 г/моль
масса P2O5 = количество моль P2O5 * молярная масса P2O5
масса P2O5 = 0,04775 моль * 141,94 г/моль ≈ 6,78 г
5. Теперь найдем количество моль H2O, необходимое для реакции:
по уравнению реакции 1 моль P2O5 требует 3 моль H2O, следовательно:
количество моль H2O = 0,04775 моль P2O5 * 3 ≈ 0,14325 моль
6. Рассчитаем массу воды:
молярная масса H2O = 2 * 1,01 г/моль (H) + 16,00 г/моль (O) = 18,02 г/моль
масса H2O = количество моль H2O * молярная масса H2O
масса H2O = 0,14325 моль * 18,02 г/моль ≈ 2,58 г
ответ:
Для приготовления раствора фосфорной кислоты массой 120 г с массовой долей H3PO4, равной 7,80 %, необходимо взять примерно 6,78 г оксида фосфора(V) и 2,58 г воды.