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.
