Задача: Найдите массу оксида фосфора (V), который необходимо растворить в воде, чтобы получить 150г фосфорной кислоты

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:

1. 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: \[ M_{H_3PO_4} = 3 + 31 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]

2. 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.