Дано:
- Объем 12%-ного раствора гидроксида натрия (NaOH) = 177 мл
- Плотность 12%-ного раствора NaOH = 1,13 г/мл
- Объем 14%-ного раствора фосфорной кислоты (H3PO4) = 194,44 мл
- Плотность 14%-ного раствора H3PO4 = 1,08 г/мл
Найти:
- Массу и состав соли, образующейся при реакции
Решение:
1. Найдем массу гидроксида натрия:
Масса раствора NaOH = объем × плотность = 177 мл × 1,13 г/мл = 200,61 г
Масса NaOH в растворе = 12% от 200,61 г = 0,12 × 200,61 г = 24,07 г
Молекулярная масса NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 г/моль
Количество моль NaOH = масса / молекулярная масса = 24,07 г / 40 г/моль = 0,602 моль
2. Найдем массу фосфорной кислоты:
Масса раствора H3PO4 = объем × плотность = 194,44 мл × 1,08 г/мл = 210,00 г
Масса H3PO4 в растворе = 14% от 210,00 г = 0,14 × 210,00 г = 29,40 г
Молекулярная масса H3PO4 = 3 × 1 + 31 + 4 × 16 = 3 + 31 + 64 = 98 г/моль
Количество моль H3PO4 = масса / молекулярная масса = 29,40 г / 98 г/моль = 0,300 моль
3. Реакция гидроксида натрия с фосфорной кислотой:
3 NaOH + H3PO4 → Na3PO4 + 3 H2O
Из уравнения видно, что на 1 моль H3PO4 требуется 3 моль NaOH. Рассчитаем, сколько моль NaOH требуется для реакции с 0,300 моль H3PO4:
Необходимое количество моль NaOH = 3 × 0,300 моль = 0,900 моль
У нас есть 0,602 моль NaOH, то есть NaOH является лимитирующим реагентом.
4. Определим массу образующейся соли:
Количество моль Na3PO4 = количество моль NaOH / 3 = 0,602 моль / 3 = 0,200 моль
Молекулярная масса Na3PO4 = 3 × 23 + 31 + 4 × 16 = 69 + 31 + 64 = 164 г/моль
Масса Na3PO4 = количество моль × молекулярная масса = 0,200 моль × 164 г/моль = 32,80 г
Ответ:
Образуется соль – фосфат натрия (Na3PO4). Ее масса составляет 32,80 г.