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.
