Определите массу осадка, который образуется при взаимодействии 20%-ного раствора гидроксида лития массой 72 г с необходимым количеством ортофосфорной кислоты. В расчётах атомные…
Определите массу осадка, который образуется при взаимодействии 20%-ного раствора гидроксида лития массой 72 г с необходимым количеством ортофосфорной кислоты. В расчётах атомные массы элементов округлите до целых.
Чтобы решить задачу о определении массы осадка, образующегося при взаимодействии гидроксида лития (LiOH) с ортофосфорной кислотой (H₃PO₄), следует следовать нескольким шагам. Начнём с написания уравнения реакции, расчётов и определения массы осадка.
1. Записать уравнение реакции
Гидроксид лития реагирует с ортофосфорной кислотой по следующему уравнению:
\[ 3 \, \text{LiOH} + \text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{Li}_3\text{PO}_4 + 3 \, \text{H}_2\text{O} \]
При взаимодействии этих веществ образуется литий фосфат (Li₃PO₄), который является осадком, и вода.
2. Определить состав раствора
Дано, что раствор содержал 20% гидроксида лития. Узнаем, сколько LiOH содержится в 72 г раствора:
\[ \text{Масса LiOH} = 72 \, \text{г} \times 0.20 = 14.4 \, \text{г} \]
3. Рассчитать количество вещества (+молярная масса)
Теперь вычислим количество вещества LiOH. Молярная масса LiOH:
- Литий (Li): примерно 7 г/моль
- Кислород (O): примерно 16 г/моль
- Водород (H): примерно 1 г/моль
Считаем молярную массу:
\[ \text{M(LiOH)} = 7 + 16 + 1 = 24 \, \text{г/моль} \]
Теперь найдём количество вещества по формуле:
\[ n(\text{LiOH}) = \frac{m}{M} = \frac{14.4 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 0.6 \, \text{моль} \]
4. Установить соотношение по уравнению реакции
Смотрим на уравнение реакции. Мы видим, что 3 моля LiOH реагируют с 1 моль H₃PO₄. Это значит, что для 0.6 моль LiOH нам нужно:
\[ n(\text{H}_3\text{PO}_4) = \frac{0.6 \, \text{моль LiOH}}{3} = 0.2 \, \text{моль} \]
5. Рассчитать массу осадка (Li₃PO₄)
Теперь найдём массу образующегося осадка - литий фосфата (Li₃PO₄). Молярная масса Li₃PO₄:
\[ \text{M(Li}_3\text{PO}_4) = 3 \times 7 + 31 + 4 \times 16 = 21 + 31 + 64 = 116 \, \text{г/моль} \]
Теперь находим массу образовавшегося Li₃PO₄:
\[ m(\text{Li}_3\text{PO}_4) = n(\text{Li}_3\text{PO}_4) \times M(\text{Li}_3\text{PO}_4) \]
Количество Li₃PO₄, которое образуется, будет равно количеству H₃PO₄, то есть 0.2 моль, так как на одно уходит одно. Тогда:
\[ m(\text{Li}_3\text{PO}_4) = 0.2 \, \text{моль} \times 116 \, \text{г/моль} = 23.2 \, \text{г} \]
6. Ответ
Таким образом, масса осадка, который образуется при взаимодействии 20%-ного раствора гидроксида лития массой 72 г с ортофосфорной кислотой, составляет 23.2 грамма.
