Какова массовая доля фосфорной кислоты в растворе полученном при растворении 200мл воды, продукта полного окисления 24,8 г фосфора

Чтобы найти массовую долю фосфорной кислоты в растворе, полученном при растворении фосфора, следуем следующим шагам:

Шаг 1: Определение реакции

Фосфор при полном окислении образует фосфорную кислоту (H₃PO₄). Уравнение реакции выглядит так:

\[ 4 P + 5 O_2 + 6 H_2O \rightarrow 4 H_3PO_4 \]

Из этого уравнения видно, что 4 моль фосфора (P) дают 4 моль фосфорной кислоты (H₃PO₄). Это означает, что 1 моль фосфора образует 1 моль фосфорной кислоты.

Шаг 2: Вычисление массы фосфорной кислоты

1. Найдем количество фосфора в моль.
   • Молярная масса фосфора (P) составляет примерно 31 г/моль.
   • Мы имеем 24,8 г фосфора.

Считаем количество молей фосфора:

\[ n(P) = \frac{m(P)}{M(P)} = \frac{24,8 \, \text{г}}{31 \, \text{г/моль}} \approx 0,8 \, \text{моль} \]

2. Найдем массу фосфорной кислоты.
   • Молярная масса фосфорной кислоты (H₃PO₄) = 31 + 31 + 416 = 98 г/моль.
   • Для 0,8 моль фосфора получится 0,8 моль фосфорной кислоты.

Считаем массу фосфорной кислоты:

\[ m(H_3PO_4) = n(H_3PO_4) \times M(H_3PO_4) = 0,8 \, \text{моль} \times 98 \, \text{г/моль} \approx 78,4 \, \text{г} \]

Шаг 3: Рассчет массовой доли фосфорной кислоты в растворе

1. Общая масса раствора:
   • У нас есть 200 мл воды. Поскольку плотность воды приблизительно равна 1 г/мл, масса воды будет примерно 200 г.
   • Общая масса раствора равна массе воды плюс масса фосфорной кислоты:

\[ m(\text{раствор}) = m(H_2O) + m(H_3PO_4) = 200 \, \text{г} + 78,4 \, \text{г} = 278,4 \, \text{г} \]

2. Массовая доля фосфорной кислоты:
   • Массовая доля (w) фосфорной кислоты в растворе определяется как отношение массы фосфорной кислоты к массе всего раствора, выраженное в процентах:

\[ w(H_3PO_4) = \left( \frac{m(H_3PO_4)}{m(\text{раствор})} \right) \times 100\% = \left( \frac{78,4 \, \text{г}}{278,4 \, \text{г}} \right) \times 100\% \approx 28,2\% \]

Ответ

Массовая доля фосфорной кислоты в растворе составляет примерно 28,2%.