К раствору, содержащему хлорид кальция массой 4,1 г, прилили раствор, содержащий фосфат натрия массой 4,1 г. Определите массу полученного осадка, если выход продукта реакции…

Чтобы решить данную задачу, сначала определим, какие реагенты участвуют в реакции и какой осадок будет образовываться. В данном случае реагенты — это хлорид кальция (CaCl₂) и фосфат натрия (Na₃PO₄).

1. Запишем реакцию: \[ 3 \text{CaCl}_2 + 2 \text{Na}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 + 6 \text{NaCl} \]

   В результате реакции образуется фосфат кальция \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\), который является нерастворимым осадком.

2. Определим количество веществ в реактантах:

   • Молярная масса CaCl₂: \[ \text{Ca} = 40,08 \, \text{г/моль}, \quad \text{Cl} = 35,45 \, \text{г/моль} \quad \Rightarrow \quad 40,08 + 2 \times 35,45 = 111,98 \, \text{г/моль} \]

   • Количество моль CaCl₂: \[ n(\text{CaCl}_2) = \frac{4,1 \, \text{г}}{111,98 \, \text{г/моль}} \approx 0,0366 \, \text{моль} \]

   • Молярная масса Na₃PO₄: \[ \text{Na} = 22,99 \, \text{г/моль}, \quad \text{P} = 30,97 \, \text{г/моль}, \quad \text{O} = 16,00 \, \text{г/моль} \] \[ 3 \times 22,99 + 30,97 + 4 \times 16,00 = 163,94 \, \text{г/моль} \]

   • Количество моль Na₃PO₄: \[ n(\text{Na}_3\text{PO}_4) = \frac{4,1 \, \text{г}}{163,94 \, \text{г/моль}} \approx 0,0250 \, \text{моль} \]

3. Определим, какой реагент лимитирующий: Согласно уравнению реакции, 3 моль CaCl₂ реагируют с 2 моль Na₃PO₄. Соотношение: \[ \frac{3}{2} \Rightarrow \text{Если } 0,0366 \, \text{моль CaCl}_2, \text{ нужно } 0,0244 \, \text{моль Na}_3\text{PO}_4. \] У нас есть 0,0250 моль Na₃PO₄, следовательно, CaCl₂ является лимитирующим реагентом.

4. Рассчитаем количество образовавшегося осадка (фосфата кальция): По уравнению реакции, 3 моль CaCl₂ дают 1 моль \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\). Отношение CaCl₂ к \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\): \[ n(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) = \frac{1}{3} n(\text{CaCl}_2) = \frac{1}{3} \times 0,0366\, \text{моль} \approx 0,0122\, \text{моль} \]

   Молярная масса \(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2\): \[ 3 \times 40,08 + 2 \times (30,97 + 4 \times 16,00) = 310,18 \, \text{г/моль} \]

   Масса осадка: \[ m(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2 = n(\text{Ca}_3(\text{PO}_4)_2) \times \text{Молярная масса} = 0,0122 \, \text{моль} \times 310,18 \, \text{г/моль} \approx 3,79 \, \text{г} \]

5. Учитываем выход продукта реакции: Выход составляет 88 %, значит: \[ m_{\text{осадка}} = 3,79 \, \text{г} \times 0,88 \approx 3,34 \, \text{г} \]

Таким образом, масса полученного осадка составляет приблизительно 3,34 грамма.