Масса фосфорита для получения 1 т 62% раствора кислоты
Фосфориты месторождений в Хибинах содержат в среднем около 40% ортофосфата кальция. Вычислите массу фосфорита, который потребуется для получения 62%-го раствора ортофосфорной кислоты массой 1 т.
Дано
`ω(Ca_3(PO_4)_2) = 40%`
`ω(H_3PO_4) = 62%`
`m(text{р-ра } H_3PO_4) = 1 text{ т} = 1000 text{ кг}`
Найти
`m(фосфорита) = 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 чистой фосфорной кислоты в 1 т 62%-го раствора:
`m(H_3PO_4) = (ω(H_3PO_4)*m(text{р-ра } H_3PO_4))/100 = (62*1000)/100 = 620 text{ кг}`
Найдём количество вещества фосфорной кислоты:
`n(H_3PO_4) = (m(H_3PO_4))/(M(H_3PO_4)) = 620/98 = 6.327 text{ кмоль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества фосфата кальция в 2 раза меньше количества фосфорной кислоты:
`n(Ca_3(PO_4)_2) = (n(H_3PO_4))/2 = 6.327/2 = 3.163 text{ кмоль}`
Найдём массу чистого фосфата кальция:
`m(Ca_3(PO_4)_2) = n(Ca_3(PO_4)_2)*M(Ca_3(PO_4)_2) = 3.163*310 = 980.5 text{ кг}`
Рассчитаем массу фосфорита, содержащего 40% фосфата кальция:
`m(фосфорита) = (100*m(Ca_3(PO_4)_2))/(ω(Ca_3(PO_4)_2)) = (100*980.5)/40 = 2451 text{ кг}`
Ответ
`m(фосфорита) = 2451 text{ кг}`