Масса фосфорной кислоты из 200 кг фосфоритной муки
Фосфоритная мука — ценное фосфорное удобрение, содержащее 22,5% примесей. Вычислите массу фосфорной кислоты, образовавшейся в результате взаимодействия 200 кг фосфоритной муки с серной кислотой.
Дано
`m(муки) = 200 text{ кг}`
`ω(примесей) = 22.5%`
Найти
`m(H_3PO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции взаимодействия фосфата кальция с серной кислотой:
`Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 = 3CaSO_4 + 2H_3PO_4`
Найдём массовую долю чистого фосфата кальция в фосфоритной муке:
`ω(Ca_3(PO_4)_2) = 100 - ω(примесей) = 100 - 22.5 = 77.5%`
Вычислим массу чистого фосфата кальция:
`m(Ca_3(PO_4)_2) = (ω(Ca_3(PO_4)_2)*m(муки))/100 = (77.5*200)/100 = 155 text{ кг}`
Найдём количество вещества фосфата кальция:
`n(Ca_3(PO_4)_2) = (m(Ca_3(PO_4)_2))/(M(Ca_3(PO_4)_2)) = 155/310 = 0.5 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества фосфорной кислоты в 2 раза больше количества фосфата кальция:
`n(H_3PO_4) = 2*n(Ca_3(PO_4)_2) = 2*0.5 = 1 text{ кмоль}`
Найдём массу образовавшейся фосфорной кислоты:
`m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4)*M(H_3PO_4) = 1*98 = 98 text{ кг}`
Ответ
`m(H_3PO_4) = 98 text{ кг}`