Рассчитать массу оксида фосфора 5 полученного из фосфора массой 12,4 г если массовая доля выхода составляет 90%

Для решения задачи начнем с однозначного понимания, что нам нужно рассчитать массу оксида фосфора (P₂O₅), который получится из заданной массы фосфора (P) с учетом выхода реакции.

Шаг 1: Определить количество вещества фосфора

Сначала найдем количество вещества фосфора, используя его молекулярную массу. Молярная масса фосфора (P) составляет приблизительно 31 г/моль.

Формула для расчета количества вещества: \[ n = \frac{m}{M} \] где:

• \( n \) — количество вещества,
• \( m \) — масса вещества,
• \( M \) — молярная масса.

Подставим данные: \[ n_P = \frac{12,4 \, \text{г}}{31 \, \text{г/моль}} \approx 0,4 \, \text{моль} \]

Шаг 2: Рассчитать количество оксида фосфора 5

Согласно реакции, для получения оксида фосфора (V) (P₂O₅) используются 2 моля фосфора: \[ 4\text{P} + 5\text{O}_2 \rightarrow 2\text{P}_2\text{O}_5 \] Из этой реакции видно, что 4 моля фосфора дают 2 моль оксида. Значит, 1 моль фосфора дает \( \frac{1}{2} \) моль P₂O₅. Следовательно, 0,4 моль фосфора даст: \[ n_{P_2O_5} = 0,4 \, \text{моль} \cdot \frac{2}{4} = 0,2 \, \text{моль} \]

Шаг 3: Найти массу полученного оксида фосфора 5

Теперь определим массовую долю молярной массы P₂O₅. Молярная масса P₂O₅ равна: \[ M_{P_2O_5} = 2 \cdot 31 \, \text{г/моль} + 5 \cdot 16 \, \text{г/моль} = 62 + 80 = 142 \, \text{г/моль} \] Теперь можем найти массу P₂O₅: \[ m_{P_2O_5} = n_{P_2O_5} \cdot M_{P_2O_5} = 0,2 \, \text{моль} \cdot 142 \, \text{г/моль} = 28,4 \, \text{г} \]

Шаг 4: Учитываем выход реакции

Так как указано, что массовая доля выхода составляет 90%, нужно рассчитать фактическую массу P₂O₅, которая будет получена: \[ m'_{P_2O_5} = m_{P_2O_5} \cdot \frac{90}{100} = 28,4 \, \text{г} \cdot 0,9 = 25,56 \, \text{г} \]

Ответ

Итак, масса оксида фосфора (V), полученная из 12,4 г фосфора с выходом 90%, составляет приблизительно 25,56 г.