В производственных условиях дигидрофосфат аммония готовят насыщением 70%-ной ортофосфорной кислоты аммиаком. Этот метод можно применять и в лаборатории. В стакан емкостью 200-250 см 3 , снабженный мешалкой и термометром, налейте около 150 см 3 70%-ной Н3РО4 и насыщайте ее при перемешивании аммиаком. Аммиак пропускают через жидкость со скоростью 1,5 дм 3 /мин. По мере нейтрализации раствор нагревается; необходимо следить за тем, чтобы его температура не превышала 75 °С, так как выше этой температуры поглощение аммиака резко уменьшается. Соль начинает выпадать задолго до окончания нейтрализации. Конец реакции определите в отдельной пробе по метиловому оранжевому. Раствор охладите, выпавшие бесцветные кристаллы отфильтруйте на воронке Бюхнера, промойте небольшим количеством холодной воды и высушите при 100 °С. Соль следует хранить в плотно закрытой склянке. Рассчитать теоретический выход продукта в %

Для расчета теоретического выхода дигидрофосфата аммония (NH4)2HPO4 в процентах, необходимо сначала определить реакции, происходящие в процессе нейтрализации, и затем установить количественные соотношения реагентов.

Реакция между ортофосфорной кислотой (H3PO4) и аммиаком (NH3) выглядит следующим образом:

\[ H3PO4 + 2NH3 \rightarrow (NH4)2HPO4 \]

Из этого уравнения видно, что на один моль ортофосфорной кислоты требуется два моля аммиака для получения одного моля дигидрофосфата аммония.

Шаг 1: Определение количеств реагентов

1. 70%-ная ортофосфорная кислота:

   • Плотность 70%-ной H3PO4 примерно 1,5 г/см³.
   • Объем раствора: 150 см³.
   • Масса H3PO4: \[ 150 \, \text{см}^3 \times 1,5 \, \text{г/см}^3 = 225 \, \text{г} \]
   • Молярная масса H3PO4 = 3(1) + 31 + 4(16) = 98 г/моль.
   • Количество молей H3PO4: \[ \frac{225 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} \approx 2,30 \, \text{моль} \]

2. Аммиак:

   • Скорость пропускания аммиака: 1,5 дм³/мин (или 1500 см³/мин).
   • Для того, чтобы полностью нейтрализовать 2,30 моль H3PO4, требуется: \[ 2 \times 2,30 \, \text{моль} = 4,60 \, \text{моль NH3} \]
   • Молярная масса NH3 = 14 + 3(1) = 17 г/моль.
   • Масса NH3: \[ 4,60 \, \text{моль} \times 17 \, \text{г/моль} = 78,2 \, \text{г} \]

Шаг 2: Расчет теоретического выхода продукта

• Один моль (NH4)2HPO4 получается из 1 моля H3PO4 и 2 моль NH3. Следовательно, максимальное количество дигидрофосфата аммония будет равно количеству H3PO4, то есть 2,30 моль.

• Молярная масса (NH4)2HPO4: \[ 2(14) + 8 + 31 + 4(16) = 132 \, \text{г/моль} \]

• Теоретический выход (NH4)2HPO4: \[ 2,30 \, \text{моль} \times 132 \, \text{г/моль} = 303,6 \, \text{г} \]

Шаг 3: Расчет выхода продукта в процентах

Для расчета выхода в процентах нужно знать, сколько продукта было получено на практике. Например, если вы получили х граммов соли в процессе эксперимента, тогда выход в процентах будет рассчитываться по формуле:

\[ \text{Выход в \%} = \left( \frac{x}{303,6 \, \text{г}} \right) \times 100\% \]

Таким образом, чтобы получить итоговый выход соли в процентах, нужно подставить полученное значение x в формулу. Если у вас есть еще вопросы или нужна помощь с другими частями задачи, обязательно дайте знать!