Масса 40% раствора кислоты из фосфорита с 93% фосфатом кальция
Какую массу (г) раствора с массовой долей фосфорной кислоты 40% можно получить из минерала фосфорита массой 100 кг, содержащего 93% Ca3(PO4)2?
Дано
`m(фосфорита) = 100 text{ кг}`
`ω(Ca_3(PO_4)_2) = 93%`
`ω(H_3PO_4) = 40%`
Найти
`m(text{р-ра } H_3PO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции получения фосфорной кислоты из фосфата кальция:
`Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 = 3CaSO_4 + 2H_3PO_4`
Найдём массу чистого фосфата кальция в минерале:
`m(Ca_3(PO_4)_2) = (ω(Ca_3(PO_4)_2)*m(фосфорита))/100 = (93*100)/100 = 93 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)) = 93/310 = 0.3 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*0.3 = 0.6 text{ кмоль}`
Найдём массу чистой фосфорной кислоты:
`m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4)*M(H_3PO_4) = 0.6*98 = 58.8 text{ кг}`
Рассчитаем массу 40%-ного раствора фосфорной кислоты:
`m(text{р-ра } H_3PO_4) = (100*m(H_3PO_4))/(ω(H_3PO_4)) = (100*58.8)/40 = 147 text{ кг}`
Ответ
`m(text{р-ра } H_3PO_4) = 147 text{ кг}`