Массовые доли веществ после смешивания растворов кислоты и аммиака
К порции 50%-го раствора ортофосфорной кислоты (ρ = 1,34 г/мл) объемом 146,27 мл добавили порцию 10%-го раствора аммиака (ρ = 0,96 г/мл) объемом 221,35 мл. Вычислите массовые доли веществ в растворе после реакции.
Дано
`ω_1(H_3PO_4) = 50%`
`V_1(р-ра) = 146.27 text{ мл}`
`ρ_1(р-ра) = 1.34 text{ г/мл}`
`ω_2(NH_3) = 10%`
`V_2(р-ра) = 221.35 text{ мл}`
`ρ_2(р-ра) = 0.96 text{ г/мл}`
Найти
`ω_text{итог.}(солей) = text{ ?}`
Решение
Найдём массы исходных растворов:
`m_1(р-ра) = ρ_1(р-ра)*V_1(р-ра) = 1.34*146.27 = 196 text{ г}`
`m_2(р-ра) = ρ_2(р-ра)*V_2(р-ра) = 0.96*221.35 = 212.5 text{ г}`
Найдём массы чистых реагентов:
`m(H_3PO_4) = (ω_1(р-ра)*m_1(р-ра))/100 = (50 * 196)/100 = 98 text{ г}`
`m(NH_3) = (ω_2(р-ра)*m_2(р-ра))/100 = (10 * 212.5)/100 = 21.25 text{ г}`
Найдём количества веществ реагентов:
`n(H_3PO_4) = (m(H_3PO_4))/(M(H_3PO_4)) = 98/98 = 1 text{ моль}`
`n(NH_3) = (m(NH_3))/(M(NH_3)) = 21.25/17 = 1.25 text{ моль}`
Найдем количества образовавшихся веществ по уравнениям реакций:
`underset(1 text{ моль})(H_3PO_4) + underset(1 text{ моль})(NH_3) = underset(1 text{ моль})(NH_4H_2PO_4)`
`underset(0.25 text{ моль})(NH_4H_2PO_4) + underset(0.25 text{ моль})(NH_3) = underset(0.25 text{ моль})((NH_4)_2HPO_4)`
В результате реакций количества образовавшихся веществ:
`n((NH_4)_2HPO_4) = 0.25 text{ моль}`
`n(NH_4H_2PO_4) = 1 - 0.25 = 0.75 text{ моль}`
Найдём массы солей:
`m((NH_4)_2HPO_4) = n((NH_4)_2HPO_4) * M((NH_4)_2HPO_4) = 0.25 * 132 = 33 text{ г}`
`m(NH_4H_2PO_4) = n(NH_4H_2PO_4) * M(NH_4H_2PO_4) = 0.75 * 115 = 86.25 text{ г}`
Масса конечного раствора равна сумме масс исходных растворов:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_1(р-ра) + m_2(р-ра) = 196 + 212.5 = 408.5 text{ г}`
Вычислим массовые доли солей в конечном растворе:
`ω((NH_4)_2HPO_4) = (100 * m((NH_4)_2HPO_4)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 33) / 408.5 = 8.079%`
`ω(NH_4H_2PO_4) = (100 * m(NH_4H_2PO_4)) / (m_text{итог.}(р-ра)) = (100 * 86.25) / 408.5 = 21.11%`
Ответ
`ω((NH_4)_2HPO_4) = 8.079%`
`ω(NH_4H_2PO_4) = 21.11%`