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.
Для решения задачи, давайте пошагово разберем, как определить массу осадка, который образуется при взаимодействии гидроксида лития (LiOH) с ортофосфорной кислотой (H₃PO₄).
Шаг 1: Определение массы активного вещества в растворе
У нас есть 20%-ный раствор гидроксида лития массой 72 г. Это означает, что 20% этой массы составляет LiOH.
Сначала найдем массу LiOH в растворе:
\[ \text{Масса LiOH} = \text{Общая масса раствора} \times \text{Концентрация} \]
\[ \text{Масса LiOH} = 72 \, \text{г} \times 0.20 = 14.4 \, \text{г} \]
Шаг 2: Вычисление количества моль LiOH
Теперь нам нужно определить количество моль LiOH. Для этого используем формулу:
\[ \text{Количество моль} = \frac{\text{Масса}}{\text{Молярная масса}} \]
Молярная масса LiOH:
- Li = 7 г/моль
- O = 16 г/моль
- H = 1 г/моль
\[ \text{Молярная масса LiOH} = 7 + 16 + 1 = 24 \, \text{г/моль} \]
Теперь рассчитываем количество моль LiOH:
\[ n_{LiOH} = \frac{14.4 \, \text{г}}{24 \, \text{г/моль}} = 0.6 \, \text{моль} \]
Шаг 3: Уравнение реакции
Гидроксид лития реагирует с ортофосфорной кислотой по следующему уравнению:
\[ 3 \, \text{LiOH} + \text{H}_3\text{PO}_4 \rightarrow \text{Li}_3\text{PO}_4 + 3 \, \text{H}_2\text{O} \]
Согласно уравнению, 3 моль LiOH реагируют с 1 моль H₃PO₄. Следовательно, для 0.6 моль LiOH нужно:
\[ n_{H_3PO_4} = \frac{0.6 \, \text{моль} \, LiOH}{3} = 0.2 \, \text{моль} \, H_3PO_4 \]
Шаг 4: Определение массы образуемого осадка
В результате реакции образуется фосфат лития (Li₃PO₄), который будет осадком. Найдем его молярную массу:
- M(Li₃PO₄) = 3 × 7 (Li) + 31 (P) + 4 × 16 (O)
\[ M(Li₃PO₄) = 21 + 31 + 64 = 116 \, \text{г/моль} \]
Теперь вычислим массу осадка:
\[ \text{Масса Li}_3\text{PO}_4 = n_{Li_3PO_4} \times M(Li_3PO_4) \]
Мы уже определили, что на 0.2 моль H₃PO₄ образуется 0.2 моль Li₃PO₄:
\[ \text{Масса Li}_3\text{PO}_4 = 0.2 \, \text{моль} \times 116 \, \text{г/моль} = 23.2 \, \text{г} \]
Ответ:
Масса осадка (фосфата лития) составляет 23.2 г.
