Для решения задачи о нахождении массы оксида фосфора (V), необходимого для получения 150 г фосфорной кислоты, начнём с формулы, указающей соотношения между веществами в реакции.
Фосфорная кислота ( (H_3PO_4) ) образуется реакцией оксида фосфора ( (P_2O_5) ) с водой (H_2O):
[
P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4
]
Шаг 1: Определение молярной массы
Нам нужно выяснить молярные массы веществ:
- Для (H_3PO_4):
- (H) (водород) = 1 г/моль → 3 * 1 = 3 г/моль
- (P) (фосфор) = 31 г/моль
- (O) (кислород) = 16 г/моль → 4 * 16 = 64 г/моль
Теперь складываем:
[
M_{H_3PO_4} = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль}
]
- Для (P_2O_5):
- (P) = 31 г/моль → 2 * 31 = 62 г/моль
- (O) = 16 г/моль → 5 * 16 = 80 г/моль
Теперь складываем:
[
M_{P_2O_5} = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}
]
Шаг 2: Определение количества вещества
Следующим шагом нам нужно найти, сколько моль фосфорной кислоты содержится в 150 г:
[
n(H_3PO_4) = \frac{m}{M} = \frac{150 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} \approx 1.53 \text{ моль}
]
Шаг 3: Находим соответствующее количество оксида
Согласно уравнению реакции, для получения 2 моль фосфорной кислоты необходимо 1 моль (P_2O_5):
[
n(P_2O_5) = \frac{n(H_3PO_4)}{2} = \frac{1.53}{2} \approx 0.765 \text{ моль}
]
Шаг 4: Находим массу оксида фосфора (V)
Теперь мы можем найти, сколько грамм (P_2O_5) нам нужно:
[
m(P_2O_5) = n(P_2O_5) \cdot M_{P_2O_5} = 0.765 \text{ моль} \cdot 142 \text{ г/моль} \approx 108.93 \text{ г}
]
Ответ
Таким образом, для того, чтобы получить 150 г фосфорной кислоты, необходимо растворить примерно 108.93 г оксида фосфора (V) в воде.
