Расчет массовой доли вещества в растворе после добавления оксида
В 1 л 21%-ного раствора фосфорной кислоты (плотность 1,12 г/мл) растворили 28,4 г оксида фосфора (V). Найдите массовую долю вещества в полученном растворе.
Дано
`V_text{исх.}(р-ра) = 1 text{ л} = 1000 text{ мл}`
`ρ_text{исх.}(р-ра) = 1.12 text{ г/мл}`
`ω_text{исх.}(H_3PO_4) = 21%`
`m(P_2O_5) = 28.4 text{ г}`
Найти
`ω_text{итог.}(H_3PO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции оксида фосфора(V) с водой:
`P_2O_5 + 3H_2O = 2H_3PO_4`
Найдём массу исходного раствора фосфорной кислоты:
`m_text{исх.}(р-ра) = ρ_text{исх.}(р-ра)*V_text{исх.}(р-ра) = 1.12*1000 = 1120 text{ г}`
Найдём массу чистой фосфорной кислоты в исходном растворе:
`m_text{исх.}(H_3PO_4) = (ω_text{исх.}(H_3PO_4)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (21*1120)/100 = 235.2 text{ г}`
Найдём количество вещества оксида фосфора(V):
`n(P_2O_5) = (m(P_2O_5))/(M(P_2O_5)) = 28.4/142 = 0.2 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества образовавшейся фосфорной кислоты в 2 раза больше количества оксида фосфора(V):
`n_text{образ.}(H_3PO_4) = 2*n(P_2O_5) = 2*0.2 = 0.4 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся фосфорной кислоты:
`m_text{образ.}(H_3PO_4) = n_text{образ.}(H_3PO_4)*M(H_3PO_4) = 0.4*98 = 39.2 text{ г}`
Найдём общую массу фосфорной кислоты в конечном растворе:
`m_text{итог.}(H_3PO_4) = m_text{исх.}(H_3PO_4) + m_text{образ.}(H_3PO_4) = 235.2 + 39.2 = 274.4 text{ г}`
Найдём массу конечного раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(P_2O_5) = 1120 + 28.4 = 1148.4 text{ г}`
Вычислим массовую долю фосфорной кислоты в конечном растворе:
`ω_text{итог.}(H_3PO_4) = (100*m_text{итог.}(H_3PO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*274.4)/1148.4 = 23.9%`
Ответ
`ω_text{итог.}(H_3PO_4) = 23.9%`