Дано:
- Масса оксида фосфора (V) m_P2O5 = 2.84 г.
- Масса ортофосфорной кислоты m_H3PO4 = 120 г.
- Концентрация ортофосфорной кислоты C_H3PO4 = 9%.
- Масса гидроксида натрия m_NaOH = 6 г.
Найти:
1. Какую соль образуют и в каком количестве.
Решение:
1. Рассчитаем массу ортофосфорной кислоты:
m_H3PO4 = C_H3PO4 * m_solution = 0.09 * 120 г = 10.8 г.
2. Запишем уравнение реакции между P2O5 и H3PO4:
P2O5 + 6 H3PO4 → 2 H3PO4 + 2 Na3PO4 + 3 H2O.
В результате реакции с оксидом фосфора (V) образуется ортофосфорная кислота (H3PO4).
3. Определим количество молей P2O5:
Молярная масса P2O5 ≈ 2*31 + 5*16 = 142 г/моль.
n_P2O5 = m_P2O5 / M_P2O5 = 2.84 г / 142 г/моль ≈ 0.0200 моль.
4. Найдем количество молей H3PO4 в растворе:
Молярная масса H3PO4 ≈ 3*1 + 31 + 4*16 = 98 г/моль.
n_H3PO4 = m_H3PO4 / M_H3PO4 = 10.8 г / 98 г/моль ≈ 0.1102 моль.
5. На основании уравнения реакции видим, что для полного протекания реакции необходимо 6 моль H3PO4 на 1 моль P2O5. Для 0.0200 моль P2O5 потребуется:
0.0200 моль * 6 = 0.1200 моль H3PO4.
6. Так как у нас есть 0.1102 моль H3PO4, то она является лимитирующим реагентом.
7. После добавления концентрированного NaOH образуется натриевая соль фосфорной кислоты:
H3PO4 + NaOH → Na3PO4 + H2O.
8. Определим количество образовавшейся соли (Na3PO4):
1 моль H3PO4 дает 1 моль Na3PO4, следовательно, 0.1102 моль H3PO4 дает 0.1102 моль Na3PO4.
9. Найдем массу образовавшейся соли Na3PO4:
Молярная масса Na3PO4 ≈ 3*23 + 31 + 16*4 = 123 г/моль.
m_Na3PO4 = n_Na3PO4 * M_Na3PO4 = 0.1102 моль * 123 г/моль ≈ 13.56 г.
Ответ:
Образуется натриевая соль (Na3PO4) в количестве примерно 13.56 г.