Рассчитайте массы солей в составе аммофоса,полученных при взаимодействии 49 кг безводной ортофосфорной кислоты с 10,2 кг аммиака
Чтобы рассчитать массы солей в составе аммофоса, полученных при взаимодействии безводной ортофосфорной кислоты и аммиака, сначала мы должны понять, какие реакции происходят и какие продукты образуются.
1. Реакция:
Безводная ортофосфорная кислота (H₃PO₄) реагирует с аммиаком (NH₃) с образованием фосфатов аммиака, которые входят в состав аммофоса. Стехиометрия реакции такова:
\[ H₃PO₄ + 3NH₃ \rightarrow NH₄^+ + H₂PO₄^- \]
2. Молярные массы:
Сначала нужно выяснить молярные массы всех веществ, участвующих в реакции:
- Молярная масса H₃PO₄ = 3×1 (H) + 30.97 (P) + 4×16 (O) = 97.99 г/моль
- Молярная масса NH₃ = 14.01 (N) + 3×1 (H) = 17.03 г/моль
3. Расчет количества вещества:
Теперь рассчитываем количество вещества H₃PO₄ и NH₃.
Для H₃PO₄: \[ n(H₃PO₄) = \frac{49 \, \text{кг}}{0.09799 \, \text{кг/моль}} \approx 499.5 \, \text{моль} \]
Для NH₃: \[ n(NH₃) = \frac{10.2 \, \text{кг}}{0.01703 \, \text{кг/моль}} \approx 599.4 \, \text{моль} \]
4. Стехиометрия реакции:
Из уравнения видно, что 1 моль H₃PO₄ реагирует с 3 моль NH₃. Таким образом:
- Необходимое количество NH₃ для 499.5 моль H₃PO₄: \[ n(NH₃)_{потреб} = 3 \times n(H₃PO₄) = 3 \times 499.5 \approx 1498.5 \, \text{моль} \]
Поскольку у нас только 599.4 моль NH₃, NH₃ является ограничивающим реактантом.
5. Продукты реакции:
Количество аммоний гидрофосфата (NH₄H₂PO₄) будет зависеть от количества NH₃. Используемое количество H₃PO₄ будет равно: \[ n(H₃PO₄)_{использ} = \frac{n(NH₃)}{3} = \frac{599.4}{3} \approx 199.8 \, \text{моль} \]
6. Полученные массы:
Для NH₄H₂PO₄: Молярная масса NH₄H₂PO₄ = 14.01 (N) + 2×1 (H) + 30.97 (P) + 4×16 (O) = 115.03 г/моль.
Теперь рассчитаем массу аммоний гидрофосфата: \[ m(NH₄H₂PO₄) = n(NH₄H₂PO₄) \times M(NH₄H₂PO₄) = 199.8 \, \text{моль} \times 0.11503 \, \text{кг/моль} \approx 23.0 \, \text{кг} \]
7. Вывод:
При взаимодействии 49 кг безводной ортофосфорной кислоты с 10.2 кг аммиака образуется примерно 23.0 кг аммоний гидрофосфата (NH₄H₂PO₄), который является одним из компонентов аммофоса.
Заключение:
Таким образом, в результате данной реакции получен аммоний гидрофосфат, который важен в производстве удобрений.
