Дано:
- масса хлорида фосфора (PCl5) m(PCl5) = 16,8 г,
- массовая доля NaOH в растворе C(NaOH) = 16%,
- плотность раствора NaOH ρ(NaOH) = 1,18 г/мл.
Найти:
- объем раствора NaOH, необходимого для нейтрализации полученного раствора.
Решение:
1. Найдем количество вещества хлорида фосфора (PCl5).
Молекулярная масса PCl5:
M(PCl5) = 30,97 + 5 * 35,45 = 208,22 г/моль.
Количество вещества PCl5:
n(PCl5) = m(PCl5) / M(PCl5) = 16,8 г / 208,22 г/моль = 0,0807 моль.
2. Реакция гидролиза PCl5 в воде.
PCl5 + 4H2O → H3PO4 + 5HCl.
Из уравнения видно, что 1 моль PCl5 дает 1 моль H3PO4 (фосфорная кислота) и 5 моль HCl.
Следовательно, количество вещества H3PO4 после гидролиза:
n(H3PO4) = n(PCl5) = 0,0807 моль.
3. Реакция нейтрализации фосфорной кислоты NaOH:
H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O.
Из уравнения видно, что 1 моль H3PO4 нейтрализуется 3 молями NaOH.
Необходимое количество NaOH для нейтрализации:
n(NaOH) = 3 * n(H3PO4) = 3 * 0,0807 моль = 0,2421 моль.
4. Найдем массу NaOH, необходимую для нейтрализации.
Молекулярная масса NaOH = 22,99 + 15,999 + 1,008 = 39,997 г/моль.
Масса NaOH:
m(NaOH) = n(NaOH) * M(NaOH) = 0,2421 моль * 39,997 г/моль = 9,68 г.
5. Теперь найдем объем раствора NaOH, необходимый для получения 9,68 г NaOH.
Масса раствора NaOH:
m(раствор NaOH) = m(NaOH) / C(NaOH) = 9,68 г / 0,16 = 60,5 г.
Объем раствора NaOH:
m(раствор NaOH) = V(NaOH) * ρ(NaOH),
V(NaOH) = m(раствор NaOH) / ρ(NaOH) = 60,5 г / 1,18 г/мл = 51,3 мл.
Ответ:
Объем раствора NaOH, необходимого для полной нейтрализации, составляет 51,3 мл.