Массовые доли солей при реакции оксида фосфора(V) со щелочью
В 200 мл воды растворили 56,8 г оксида фосфора (V). К полученному раствору прибавили 76,9 мл раствора с массовой долей NaOH 40% (ρ = 1,43 г/мл). Найдите массовые доли солей в полученном растворе.
Дано
`V(H_2O) = 200 text{ мл}`
`m(P_2O_5) = 56.8 text{ г}`
`V(text{р-ра } NaOH) = 76.9 text{ мл}`
`ω(NaOH) = 40%`
`ρ(text{р-ра } NaOH) = 1.43 text{ г/мл}`
Найти
`ω(солей) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнения реакций:
`P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4`
Найдём массу воды, приняв её плотность равной 1 г/мл:
`m(H_2O) = ρ(H_2O)*V(H_2O) = 1*200 = 200 text{ г}`
Найдём количество вещества оксида фосфора(V):
`n(P_2O_5) = (m(P_2O_5))/(M(P_2O_5)) = 56.8/142 = 0.4 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества фосфорной кислоты в 2 раза больше количества оксида фосфора(V):
`n(H_3PO_4) = 2*n(P_2O_5) = 2*0.4 = 0.8 text{ моль}`
Найдём массу раствора гидроксида натрия:
`m(text{р-ра } NaOH) = ρ(text{р-ра } NaOH)*V(text{р-ра } NaOH) = 1.43*76.9 = 110 text{ г}`
Найдём массу гидроксида натрия в растворе:
`m(NaOH) = (ω(NaOH)*m(text{р-ра } NaOH))/100 = (40*110)/100 = 44 text{ г}`
Найдём количество вещества гидроксида натрия:
`n(NaOH) = (m(NaOH))/(M(NaOH)) = 44/40 = 1.1 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(0.8 text{ моль})(H_3PO_4) + underset(0.8 text{ моль})(NaOH) = underset(0.8 text{ моль})(NaH_2PO_4) + H_2O`
`underset(0.3 text{ моль})(NaH_2PO_4) + underset(0.3 text{ моль})(NaOH) = underset(0.3 text{ моль})(Na_2HPO_4) + H_2O`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n(Na_2HPO_4) = 0.3 text{ моль}`
`n(NaH_2PO_4) = 0.8 - 0.3 = 0.5 text{ моль}`
Найдём массы солей:
`m(Na_2HPO_4) = n(Na_2HPO_4)*M(Na_2HPO_4) = 0.3*142 = 42.6 text{ г}`
`m(NaH_2PO_4) = n(NaH_2PO_4)*M(NaH_2PO_4) = 0.5*120 = 60 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m(H_2O) + m(P_2O_5) + m(text{р-ра } NaOH) = 200 + 56.8 + 110 = 366.8 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω(Na_2HPO_4) = (100*m(Na_2HPO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*42.6)/366.8 = 11.61%`
`ω(NaH_2PO_4) = (100*m(NaH_2PO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*60)/366.8 = 16.36%`
Ответ
`ω(Na_2HPO_4) = 11.61%`
`ω(NaH_2PO_4) = 16.36%`