дано:
- масса фосфорной кислоты (H3PO4) m(H3PO4) = 14,7 г
- масса гидроксида натрия (NaOH) m(NaOH) = 10 г
найти:
массы веществ в полученном растворе после реакции.
решение:
1. Найдем молярные массы реагентов:
- M(H3PO4) = 3 * 1,01 (H) + 30,97 (P) + 4 * 16 (O) = 3,03 + 30,97 + 64 = 98,00 г/моль
- M(NaOH) = 22,99 (Na) + 1,01 (H) + 16 (O) = 22,99 + 1,01 + 16 = 40,00 г/моль
2. Рассчитаем количество вещества для каждого реагента:
n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4)
n(H3PO4) = 14,7 г / 98,00 г/моль ≈ 0,150 моль
n(NaOH) = m(NaOH) / M(NaOH)
n(NaOH) = 10 г / 40,00 г/моль = 0,250 моль
3. Установим уравнение реакции:
H3PO4 + 3 NaOH → Na3PO4 + 3 H2O
Согласно уравнению, 1 моль H3PO4 реагирует с 3 моль NaOH.
4. Определим лимитирующий реагент:
Для 0,150 моль H3PO4 требуется:
0,150 моль H3PO4 * 3 = 0,450 моль NaOH.
У нас есть только 0,250 моль NaOH. Следовательно, NaOH является лимитирующим реагентом.
5. Рассчитаем количество вещества H3PO4, которое реагирует:
n(NaOH) = 0,250 моль → n(H3PO4) использованное = n(NaOH) / 3 = 0,250 моль / 3 = 0,0833 моль
6. Рассчитаем массу H3PO4, которая была использована:
m(H3PO4) использованное = n(H3PO4) использованное * M(H3PO4)
m(H3PO4) использованное = 0,0833 моль * 98,00 г/моль ≈ 8,17 г
7. Теперь найдем остатки веществ после реакции:
Масса H3PO4 оставшаяся:
m(H3PO4) оставшиеся = m(H3PO4) - m(H3PO4) использованное
m(H3PO4) оставшиеся = 14,7 г - 8,17 г = 6,53 г
Масса NaOH, использованного в реакции:
m(NaOH) использованный = n(NaOH) * M(NaOH)
m(NaOH) использованный = 0,250 моль * 40,00 г/моль = 10,0 г
Масса NaOH оставшаяся:
m(NaOH) оставшиеся = m(NaOH) - m(NaOH) использованный
m(NaOH) оставшиеся = 10,0 г - 10,0 г = 0 г
8. Подводим итоги:
Масса образовавшейся соли Na3PO4 в реакции:
n(Na3PO4) = n(H3PO4) использованное = 0,0833 моль
M(Na3PO4) = 3 * 22,99 + 30,97 + 4 * 16 = 163,94 г/моль
m(Na3PO4) = n(Na3PO4) * M(Na3PO4) = 0,0833 моль * 163,94 г/моль ≈ 13,67 г
ответ:
Масса оставшейся фосфорной кислоты составляет 6,53 г, остатка гидроксида натрия нет. Образовалось 13,67 г соли Na3PO4.