фосфор массой 1,55 г сожгли в кислороде, образующийся продукт растворили в 100 г воды. Рассчитайте массовую долю фосфорной кислоты в растворе
Чтобы рассчитать массовую долю фосфорной кислоты в растворе, нужно выполнить несколько шагов.
Определить количество молей фосфора. Молярная масса фосфора (P) примерно 31 г/моль. Мы можем найти количество молей, используя формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где \( m \) — масса фосфора (1,55 г), \( M \) — молярная масса фосфора (31 г/моль).
\[ n = \frac{1,55 \, \text{г}}{31 \, \text{г/моль}} \approx 0,050 \, \text{моль} \]
Определить количество образовавшейся фосфорной кислоты. При сгорании фосфора в кислороде образуется фосфорная кислота (H₃PO₄). Реакция может быть представлена следующим образом:
\[ 4P + 5O_2 \rightarrow 2H_3PO_4 \]
По уравнению видно, что 4 моля фосфора дают 2 моля фосфорной кислоты. Значит, 0,050 молей фосфора дадут: \[ n(H_3PO_4) = \frac{2}{4} \times n(P) = \frac{2}{4} \times 0,050 \approx 0,025 \, \text{моль} \]
Определить массу образовавшейся фосфорной кислоты. Молярная масса фосфорной кислоты (H₃PO₄) примерно равна: \[ 3 \times 1 + 31 + 4 \times 16 = 3 + 31 + 64 = 98 \, \text{г/моль} \]
Теперь можем найти массу фосфорной кислоты: \[ m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4) \times M(H_3PO_4) = 0,025 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} \approx 2,45 \, \text{г} \]
Рассчитать массовую долю фосфорной кислоты в растворе. Общая масса раствора равна массе фосфорной кислоты плюс масса воды: \[ m_{\text{раствора}} = m(H_3PO_4) + m_{\text{воды}} = 2,45 \, \text{г} + 100 \, \text{г} = 102,45 \, \text{г} \]
Массовая доля фосфорной кислоты в растворе вычисляется по формуле: \[ \omega = \frac{m(H_3PO_4)}{m_{\text{раствора}}} \times 100\% \]
Подставим значения: \[ \omega = \frac{2,45 \, \text{г}}{102,45 \, \text{г}} \times 100\% \approx 2,39\% \]
Таким образом, массовая доля фосфорной кислоты в растворе составляет примерно 2,39%.
