дано:
масса воды = 240 г
массовая доля H3PO4 = 14,0 % = 0,14
найти:
массу оксида фосфора(V) (P2O5), необходимую для получения раствора H3PO4
решение:
1. Рассчитаем общую массу раствора:
масса раствора = масса воды + масса H3PO4
обозначим массу H3PO4 как m_H3PO4, тогда:
масса раствора = 240 г + m_H3PO4
2. Выразим массу H3PO4 через общую массу раствора:
m_H3PO4 = масса раствора * массовая доля H3PO4
m_H3PO4 = (240 г + m_H3PO4) * 0,14
3. Перепишем уравнение:
m_H3PO4 = 240 г * 0,14 + m_H3PO4 * 0,14
m_H3PO4 - m_H3PO4 * 0,14 = 33,6 г
m_H3PO4 * (1 - 0,14) = 33,6 г
m_H3PO4 * 0,86 = 33,6 г
m_H3PO4 = 33,6 г / 0,86 ≈ 39,07 г
4. Теперь найдем 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 = m_H3PO4 / молярная масса H3PO4
количество моль H3PO4 = 39,07 г / 98,00 г/моль ≈ 0,398 моль
5. Используя соотношение из уравнения реакции:
P2O5 + 3 H2O → 2 H3PO4
1 моль P2O5 дает 2 моль H3PO4, следовательно:
количество моль P2O5 = 0,398 моль H3PO4 * (1/2) ≈ 0,199 моль
6. 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 = 0,199 моль * 141,94 г/моль ≈ 28,27 г
ответ:
Для получения раствора H3PO4 с массой долей 14,0 % необходимо растворить примерно 28,27 г оксида фосфора(V) в 240 г воды.