3. Какие массы соли и воды образуются при взаимодействии фосфорной кислоты (НРО4) с 68,18 г раствора гидроксида натрия (NaOH), содержащего 12 % примесей.
Чтобы определить массы соли и воды, образующихся при взаимодействии фосфорной кислоты (H₃PO₄) с гидроксидом натрия (NaOH), начнем с того, что необходимо рассчитать количество чистого NaOH в растворе.
- Определим массу чистого NaOH в растворе.
- Масса раствора NaOH = 68.18 г
- Процент примесей = 12%
Следовательно, процент чистого NaOH будет: \[ \text{Процент чистого NaOH} = 100\% - 12\% = 88\% \]
Теперь расчитаем массу чистого NaOH: \[ \text{Масса чистого NaOH} = 68.18 \, \text{г} \times 0.88 = 60.43 \, \text{г} \]
- Далее найдем количество молей чистого NaOH. Для этого вычислим молярную массу NaOH:
- Na = 23 г/моль
- O = 16 г/моль
- H = 1 г/моль
\[ M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 \, \text{г/моль} \]
Теперь можно найти количество молей NaOH: \[ n(NaOH) = \frac{\text{масса}}{M} = \frac{60.43 \, \text{г}}{40 \, \text{г/моль}} \approx 1.511 \, \text{моль} \]
- Теперь рассматриваем реакцию между фосфорной кислотой и гидроксидом натрия. Уравнение реакции: \[ H₃PO₄ + 3NaOH \rightarrow Na₃PO₄ + 3H₂O \]
Из уравнения видно, что 1 моль H₃PO₄ реагирует с 3 молями NaOH, чтобы образовать 1 моль Na₃PO₄ и 3 моля H₂O.
Рассчитаем количество молей H₃PO₄, которое можно получить: \[ n(H₃PO₄) = \frac{1.511 \, \text{моль NaOH}}{3} \approx 0.5037 \, \text{моль} \]
Теперь найдём массу образовавшейся соли (Na₃PO₄) и воды (H₂O).
Молярная масса Na₃PO₄: Na = 23 г/моль, P = 31 г/моль, O = 16 г/моль \[ M(Na₃PO₄) = 3 \times 23 + 31 + 4 \times 16 = 69 + 31 + 64 = 164 \, \text{г/моль} \]
Масса Na₃PO₄: \[ \text{масса Na₃PO₄} = n(H₃PO₄) \times M(Na₃PO₄) \approx 0.5037 \, \text{моль} \times 164 \, \text{г/моль} \approx 82.64 \, \text{г} \]
Масса воды, образовавшейся при реакции: \[ \text{масса H₂O} = 3 \times n(H₃PO₄) \times M(H₂O) \]
Молярная масса H₂O = 18 г/моль, следовательно: \[ \text{масса H₂O} = 3 \times 0.5037 \, \text{моль} \times 18 \, \text{г/моль} \approx 27.18 \, \text{г} \]
Таким образом, в результате реакции будет образовано:
- Масса соли (Na₃PO₄) ≈ 82.64 г
- Масса воды (H₂O) ≈ 27.18 г
