Масса серной кислоты для получения ортофосфорной кислоты
Какая масса 95%-го раствора серной кислоты потребуется для получения ортофосфорной кислоты из ортофосфата кальция массой 3,1 кг?
Дано
`m(Ca_3(PO_4)_2) = 3.1 text{ кг}`
`ω(H_2SO_4) = 95%`
Найти
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = text{ ?}`
Решение
Запишем уравнение реакции получения ортофосфорной кислоты из ортофосфата кальция:
`Ca_3(PO_4)_2 + 3H_2SO_4 = 3CaSO_4 + 2H_3PO_4`
Найдём количество вещества ортофосфата кальция:
`n(Ca_3(PO_4)_2) = (m(Ca_3(PO_4)_2))/(M(Ca_3(PO_4)_2)) = 3.1/310 = 0.01 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества серной кислоты в 3 раза больше количества ортофосфата кальция:
`n(H_2SO_4) = 3*n(Ca_3(PO_4)_2) = 3*0.01 = 0.03 text{ кмоль}`
Найдём массу чистой серной кислоты:
`m(H_2SO_4) = n(H_2SO_4)*M(H_2SO_4) = 0.03*98 = 2.94 text{ кг}`
Рассчитаем массу 95%-ного раствора серной кислоты:
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = (100*m(H_2SO_4))/(ω(H_2SO_4)) = (100*2.94)/95 = 3.095 text{ кг}`
Ответ
`m(text{р-ра } H_2SO_4) = 3.095 text{ кг}`