Вычислите какое количество ортофосфорной кислоты H⁴PO⁴ можно получить при нагревании 0,2 моль оксида фосфора(V) и 14,4 воды
Чтобы вычислить, какое количество ортофосфорной кислоты H₄PO₄ можно получить при нагревании оксида фосфора(V) (P₂O₅) и воды, сначала необходимо записать уравнение реакции.
Оксид фосфора(V) реагирует с водой по следующему уравнению:
\[ \text{P}_2\text{O}_5 + 6 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{H}_3\text{PO}_4 \]
Однако, чтобы получить ортофосфорную кислоту (H₄PO₄), мы должны учитывать, что каждое 2 молекулы H₃PO₄ могут быть переработаны в 1 молекулу H₄PO₄, но в данном случае мы будем рассчитывать только на образование H₃PO₄ в первом этапе.
Из 0,2 моль P₂O₅ можно получить:
- По уравнению реакции, 1 моль P₂O₅ дает 2 моль H₃PO₄:
- Таким образом, 0,2 моль P₂O₅ даст: \[ 0,2 \, \text{моль} \, \text{P}_2\text{O}_5 \times 2 = 0,4 \, \text{моль} \, \text{H}_3\text{PO}_4 \]
Теперь определим, достаточно ли воды для полной реакции. Для 0,2 моль P₂O₅ необходимо 6 моль H₂O:
- \(6 \times 0,2 = 1,2\) моль H₂O.
У нас имеется 14,4 г H₂O. Найдем, сколько это моль:
- Молярная масса H₂O составляет примерно 18 г/моль. \[ \frac{14,4 \, \text{г}}{18 \, \text{г/моль}} \approx 0,8 \, \text{моль} \]
Поскольку для реакции нужно 1,2 моль H₂O, а у нас есть только 0,8 моль, вода будет ограничивающим реагентом.
- Рассчитаем количество H₃PO₄, которое можно получить с учетом избытка P₂O₅ и недостатка воды:
- Для 1 моль H₃PO₄ необходимо 3 моль H₂O, следовательно, для 0,8 моль H₂O: \[ \frac{0,8 \, \text{моль H}_2\text{O}}{6 \, \text{моль H}_2\text{O}} \times 2 = \frac{0,8}{3} \approx 0,267 \, \text{моль H}_3\text{PO}_4 \]
Таким образом, при использовании 14,4 г H₂O и 0,2 моль P₂O₅ можно получить примерно 0,267 моль ортофосфорной кислоты H₄PO₄.
