При взаимодействии 15г гидроксида алюминия с фосфорной кислоты образовалась соль. Определите какое вещество было в избытке, а какое в недостатке и вычислите массу полученной соли
Для начала определим уравнение реакции между гидроксидом алюминия (Al(OH)₃) и фосфорной кислотой (H₃PO₄). В этой реакции образуется фосфат алюминия (AlPO₄) и вода (H₂O). Уравнение реакции можно записать следующим образом:
\[ Al(OH)₃ + H₃PO₄ \rightarrow AlPO₄ + 3H₂O \]
Теперь найдем количество вещества гидроксида алюминия и фосфорной кислоты, чтобы определить, какое из веществ находится в избытке, а какое в недостатке.
Вычеслим количество вещества Al(OH)₃. Масса гидроксида алюминия: 15 г. Молярная масса Al(OH)₃:
- Al: 26,98 г/моль
- O: 16,00 г/моль (в 3-х OH группах 3 * 16 = 48 г/моль)
- H: 1,01 г/моль (в 3-х OH группах 3 * 1 = 3 г/моль)
Молярная масса Al(OH)₃ = 26,98 + 48 + 3 = 77,98 г/моль.
Теперь рассчитываем количество вещества: \[ n_{Al(OH)₃} = \frac{15 \text{ г}}{77,98 \text{ г/моль}} \approx 0,192 \text{ моль} \]
Определим количество H₃PO₄. Для этого нам нужно знать, сколько моль H₃PO₄ реагирует с указанным количеством Al(OH)₃. По уравнению видно, что на 1 моль Al(OH)₃ необходимо 1 моль H₃PO₄. Таким образом, для 0,192 моль Al(OH)₃ потребуется 0,192 моль H₃PO₄.
Теперь давайте определим, какая у нас масса H₃PO₄ и сравним с расчетами. Предположим, что у вас есть данное количество фосфорной кислоты. Если у вас ее менее 0,192 моль, то она в недостатке. Если же больше, то в избытке.
- Вычислим массу полученной соли AlPO₄. По уравнению реакции на 1 моль Al(OH)₃ (или H₃PO₄) получается 1 моль AlPO₄. То есть, количество полученной соли будет равным количеству реагента, который был в недостатке.
Молярная масса AlPO₄:
- Al: 26,98 г/моль
- P: 30,97 г/моль
- O: 16,00 г/моль (в 4-х группах 4 * 16 = 64 г/моль)
Молярная масса AlPO₄ = 26,98 + 30,97 + 64 = 121,95 г/моль.
Теперь вычислим массу полученного AlPO₄: \[ m_{AlPO₄} = n \times M = 0,192 \text{ моль} \times 121,95 \text{ г/моль} \approx 23,42 \text{ г}. \]
Таким образом, если у вас количество H₃PO₄ меньше 0,192 моль, то он в недостатке, и реакция завершится с образованием определенного количества соли AlPO₄, масса которой составит примерно 23,42 г.
