Дано:
- Объем раствора фосфорной кислоты: V = 100 мл = 0,1 л
- Плотность раствора фосфорной кислоты: ρ = 1,1 г/мл = 1100 г/л
- Массовая доля фосфорной кислоты в растворе: ω(NH₃PO₄) = 12,2%
- Объем аммиака: V(NH₃) = 4,7 л (н. у.) = 4,7 × 10³ л
- Условия: нормальные условия (н. у.) – температура 0°C, давление 101,3 кПа.
Найти: массовые доли веществ в полученном растворе.
Решение:
1. Определим массу раствора фосфорной кислоты:
Масса раствора фосфорной кислоты m(раствор) = ρ × V
m(раствор) = 1100 г/л × 0,1 л = 110 г
2. Определим массу фосфорной кислоты в растворе:
Масса фосфорной кислоты m(H₃PO₄) = ω(NH₃PO₄) × m(раствор) / 100
m(H₃PO₄) = 12,2% × 110 г / 100 = 13,42 г
3. Определим массу аммиака, приведенного в нормальные условия:
Для аммиака в нормальных условиях его масса считается по молекулярной массе и объему. Молекулярная масса NH₃ = 17 г/моль, объем 1 моль аммиака при нормальных условиях занимает 22,4 л.
Молекулы аммиака:
m(NH₃) = (4,7 × 10³ л / 22,4 л) × 17 г = 3,625 × 17 = 61,75 г
4. Теперь определим массовую долю фосфорной кислоты и аммиака в итоговом растворе:
Масса итогового раствора = масса фосфорной кислоты + масса аммиака
Масса итогового раствора = 13,42 г + 61,75 г = 75,17 г
Массовая доля фосфорной кислоты в растворе:
ω(H₃PO₄) = (m(H₃PO₄) / масса итогового раствора) × 100%
ω(H₃PO₄) = (13,42 / 75,17) × 100% ≈ 17,8%
Массовая доля аммиака в растворе:
ω(NH₃) = (m(NH₃) / масса итогового раствора) × 100%
ω(NH₃) = (61,75 / 75,17) × 100% ≈ 82,2%
Ответ:
Массовая доля фосфорной кислоты в растворе: 17,8%
Массовая доля аммиака в растворе: 82,2%