Один из способов получения фосфорной кислоты окисление фосфора концен- трированной азотной кислотой. Используя метод электронного баланса, составьте уравнение данной реакции,…

Чтобы составить уравнение реакции окисления фосфора концентрированной азотной кислотой с использованием метода электронного баланса, сначала определим окислительное состояние фосфора и азота.

В данной реакции фосфор (P) окисляется, а азот (N) восстанавливается. Запишем полное уравнение окисления:

1. Определим степень окисления для фосфора (P) и азота (N):

   • В элементарном состоянии (P) степень окисления равна 0.
   • В фосфорной кислоте (H3PO4) степень окисления фосфора равна +5.
   • В концентрации азотной кислоты (HNO3) степень окисления азота равна +5, в нитрате (NO3-) – +5, в нитритах (NO2-) – +3.

2. Для составления уравнения реакции:

   Реакция по схеме: \[ P + HNO_3 + H_2O \rightarrow H_3PO_4 + NO \] Окисление P из 0 до +5 и восстановление N из +5 до +2 (выход комментариев NO).

3. Чтобы сбалансировать реакцию, мы можем распределить количества атомов и определить эквиваленты: \[ P + 4HNO_3 + 2H_2O \rightarrow H_3PO_4 + 4NO + 2H_2O \]

После упрощения: \[ P + 4HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + 4NO \]

Теперь, когда у нас есть сбалансированное уравнение, можем подсчитать массу образовавшейся фосфорной кислоты.

Для этого:

1. Найдем массу чистого красного фосфора в 14 г с учетом примесей: \[ 14 \text{ г} \times 0.9 = 12.6 \text{ г (чистого фосфора)} \]

2. По уравнению реакции: 1 моль фосфора (30.97 г) дает 1 моль фосфорной кислоты (H3PO4, 98 г).

Мы можем вычислить, сколько моль фосфора присутствует: \[ \frac{12.6 \text{ г}}{30.97 \text{ г/моль}} \approx 0.407 \text{ моль} \]

Так как на 1 моль P приходит 1 моль H3PO4, у нас также получится 0.407 моль H3PO4.

Теперь найдем массу H3PO4: \[ \text{масса } H_3PO_4 = 0.407 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} \approx 39.86 \text{ г} \]

Итак, масса образующейся фосфорной кислоты при окислении 14 г технического красного фосфора, содержащего 10% примесей, составляет примерно 39.86 г.