Массовая доля ортофосфорной кислоты после добавления ангидрида
К 10%-му раствору ортофосфорной кислоты массой 429 г добавили фосфорный ангидрид массой 71 г. Вычислите массовую долю ортофосфорной кислоты в образовавшемся растворе.
Дано
`m_text{исх.}(р-ра) = 429 text{ г}`
`ω_text{исх.}(H_3PO_4) = 10%`
`m(P_2O_5) = 71 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 чистой фосфорной кислоты в исходном растворе:
`m_text{исх.}(H_3PO_4) = (ω_text{исх.}(H_3PO_4)*m_text{исх.}(р-ра))/100 = (10*429)/100 = 42.9 text{ г}`
Найдём массу воды в исходном растворе:
`m_text{исх.}(H_2O) = m_text{исх.}(р-ра) - m_text{исх.}(H_3PO_4) = 429 - 42.9 = 386.1 text{ г}`
Найдём количество вещества оксида фосфора(V):
`n(P_2O_5) = (m(P_2O_5))/(M(P_2O_5)) = 71/142 = 0.5 text{ моль}`
Согласно уравнению реакции, количество вещества образовавшейся фосфорной кислоты в 2 раза больше количества оксида фосфора(V):
`n_text{обр.}(H_3PO_4) = 2*n(P_2O_5) = 2*0.5 = 1 text{ моль}`
Найдём массу образовавшейся фосфорной кислоты:
`m_text{обр.}(H_3PO_4) = n_text{обр.}(H_3PO_4)*M(H_3PO_4) = 1*98 = 98 text{ г}`
Найдём общую массу фосфорной кислоты в итоговом растворе:
`m_text{итог.}(H_3PO_4) = m_text{исх.}(H_3PO_4) + m_text{обр.}(H_3PO_4) = 42.9 + 98 = 140.9 text{ г}`
Найдём массу итогового раствора:
`m_text{итог.}(р-ра) = m_text{исх.}(р-ра) + m(P_2O_5) = 429 + 71 = 500 text{ г}`
Вычислим массовую долю фосфорной кислоты в итоговом растворе:
`ω_text{итог.}(H_3PO_4) = (100*m_text{итог.}(H_3PO_4))/(m_text{итог.}(р-ра)) = (100*140.9)/500 = 28.18%`
Ответ
`ω_text{итог.}(H_3PO_4) = 28.18%`