Аммиак объемом 2,24 л (н.у) пропустили в раствор фосфорной кислоты массой 100 г с массовой долей кислоты 19,8%. определите состав соли и ее массовую долю в полученном растворе.
Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать знания о реакциях между кислотами и основаниями, а также о расчетах концентрации растворов.
1. Сначала определим количество фосфорной кислоты, которое мы использовали. Для этого умножим массу фосфорной кислоты (100 г) на массовую долю кислоты (19,8 %):
100 г × 0,198 = 19,8 г
2. Теперь нам нужно определить количество аммиака, которое прореагировало с фосфорной кислотой. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄
Из уравнения видно, что для образования 1 молекулы соли (NH₄)₃PO₄ требуется 3 молекулы аммиака (NH₃). Таким образом, стехиометрическое соотношение между аммиаком и солью составляет 1:3.
Мы знаем, что объем аммиака равен 2,24 л (н.у.). Но так как аммиак в газообразном состоянии, мы должны перевести его объем в количество веществ в молах, используя уравнение состояния газа:
V (л) = n (моль) × 22,4 л/моль
Подставим известные значения:
2,24 л × (1 моль/22,4 л) = 0,1 моль (округлим до одного знака после запятой)
Исходя из стехиометрического соотношения, получаем, что количество соли (NH₄)₃PO₄ составляет 0,1 моль × 3 = 0,3 моль.
3. Теперь определим массу соли (NH₄)₃PO₄. Для этого умножим количество молей на молярную массу этой соли. Молярная масса (NH₄)₃PO₄ равна сумме масс атомов в его составе:
М(NH₄)₃PO₄ = М(N) × 3 + М(H) × 12 + М(P) + М(O) × 4
Найдем молярные массы:
М(N) = 14 г/моль (увеличим на 3, так как есть три атома азота)
М(H) = 1 г/моль (увеличим на 12, так как есть 12 атомов водорода)
М(P) = 31 г/моль
М(O) = 16 г/моль (увеличим на 4, так как есть 4 атома кислорода)
Теперь вычислим массу соли:
Масса соли = количество молей × молярную массу
= 0,3 моль × 149 г/моль
= 44,7 г
4. Наконец, определим массовую долю соли в растворе. Для этого найдем общую массу раствора, складывая массы аммиака и фосфорной кислоты, а затем разделим массу соли на общую массу и умножим на 100 %:
Общая масса раствора = масса аммиака + масса фосфорной кислоты + масса соли
= 0 г + 100 г + 44,7 г
= 144,7 г
Массовая доля соли = (масса соли / общая масса раствора) × 100%
= (44,7 г / 144,7 г) × 100%
≈ 30,9% (округлим до одного знака после запятой)
Итак, состав соли (NH₄)₃PO₄ в полученном растворе составляет около 30,9%, а массовая доля соли в растворе составляет около 30,9%.
1. Сначала определим количество фосфорной кислоты, которое мы использовали. Для этого умножим массу фосфорной кислоты (100 г) на массовую долю кислоты (19,8 %):
100 г × 0,198 = 19,8 г
2. Теперь нам нужно определить количество аммиака, которое прореагировало с фосфорной кислотой. Для этого воспользуемся уравнением реакции:
NH₃ + H₃PO₄ → (NH₄)₃PO₄
Из уравнения видно, что для образования 1 молекулы соли (NH₄)₃PO₄ требуется 3 молекулы аммиака (NH₃). Таким образом, стехиометрическое соотношение между аммиаком и солью составляет 1:3.
Мы знаем, что объем аммиака равен 2,24 л (н.у.). Но так как аммиак в газообразном состоянии, мы должны перевести его объем в количество веществ в молах, используя уравнение состояния газа:
V (л) = n (моль) × 22,4 л/моль
Подставим известные значения:
2,24 л × (1 моль/22,4 л) = 0,1 моль (округлим до одного знака после запятой)
Исходя из стехиометрического соотношения, получаем, что количество соли (NH₄)₃PO₄ составляет 0,1 моль × 3 = 0,3 моль.
3. Теперь определим массу соли (NH₄)₃PO₄. Для этого умножим количество молей на молярную массу этой соли. Молярная масса (NH₄)₃PO₄ равна сумме масс атомов в его составе:
М(NH₄)₃PO₄ = М(N) × 3 + М(H) × 12 + М(P) + М(O) × 4
Найдем молярные массы:
М(N) = 14 г/моль (увеличим на 3, так как есть три атома азота)
М(H) = 1 г/моль (увеличим на 12, так как есть 12 атомов водорода)
М(P) = 31 г/моль
М(O) = 16 г/моль (увеличим на 4, так как есть 4 атома кислорода)
Подставим значения:
М(NH₄)₃PO₄ = (14 г/моль × 3) + (1 г/моль × 12) + 31 г/моль + (16 г/моль × 4)
= 42 г/моль + 12 г/моль + 31 г/моль + 64 г/моль
= 149 г/моль
Теперь вычислим массу соли:
Масса соли = количество молей × молярную массу
= 0,3 моль × 149 г/моль
= 44,7 г
4. Наконец, определим массовую долю соли в растворе. Для этого найдем общую массу раствора, складывая массы аммиака и фосфорной кислоты, а затем разделим массу соли на общую массу и умножим на 100 %:
Общая масса раствора = масса аммиака + масса фосфорной кислоты + масса соли
= 0 г + 100 г + 44,7 г
= 144,7 г
Массовая доля соли = (масса соли / общая масса раствора) × 100%
= (44,7 г / 144,7 г) × 100%
≈ 30,9% (округлим до одного знака после запятой)
Итак, состав соли (NH₄)₃PO₄ в полученном растворе составляет около 30,9%, а массовая доля соли в растворе составляет около 30,9%.