Вычислите массу фосфата кальция необходимого для получения 186 кг фосфора если доля выхода продукта реакции составляет 80% Ответ дайте с точностью до десятых

Для решения задачи сначала разберем, какие данные нам известны, и применим формулы, чтобы получить искомую массу фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂).

Дано:

• Масса фосфора (P) = 186 кг
• Выход продукта реакции = 80% = 0.8

Шаг 1: Определим, сколько фосфора мы можем получить из 1 моля фосфата кальция.

Фосфат кальция имеет формулу Ca₃(PO₄)₂. В его составе содержится 2 моль фосфора (P) на 1 моль фосфата кальция.

Молекулярные массы:

• Молярная масса фосфора (P) ≈ 31 г/моль.
• Молярная масса фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂):
  • Ca: 40 г/моль
  • P: 31 г/моль × 2 = 62 г/моль
  • O: 16 г/моль × 8 = 128 г/моль
  • Общая молярная масса фосфата кальция = 3(40) + 2(31) + 8(16) = 120 + 62 + 128 = 310 г/моль.

Шаг 2: Найдем количество фосфора, которое можно получить из фосфата кальция.

1 моль Ca₃(PO₄)₂ дает 2 моля фосфора. Следовательно, из 1 моль фосфата кальция мы получаем:

• 2 × 31 г = 62 г фосфора.

Шаг 3: Определим, сколько фосфата кальция нужно для получения 186 кг фосфора с учетом выхода.

Так как выход соединения составляет 80%, то для получения 186 кг фосфора нам нужно рассчитать необходимое количество фосфора, приняв во внимание этот выход.

Рассчитаем необходимую массу фосфора, учитывая выход: \[ P_{\text{необходимый}} = \frac{P_{\text{полученный}}}{\text{выход}} = \frac{186\, \text{кг}}{0.8} = 232.5\, \text{кг} \]

Шаг 4: Переводим массу необходимого фосфора в граммы:

232.5 кг = 232500 г.

Шаг 5: Рассчитываем количество моль фосфора:

Для нахождения необходимого количества фосфата кальция (Ca₃(PO₄)₂) сначала находим количество фосфора в молях: \[ n_P = \frac{232500\, \text{г}}{31\, \text{г/моль}} = 7500\, \text{моль} \]

Шаг 6: Рассчитаем количество моль фосфата кальция:

Поскольку из 1 моль фосфата кальция мы получаем 2 моля фосфора: \[ n_{\text{Ca}_3(PO_4)_2} = \frac{n_P}{2} = \frac{7500}{2} = 3750\, \text{моль} \]

Шаг 7: Перемножаем количество моль фосфата кальция на его молярную массу:

Теперь рассчитываем массу фосфата кальция: \[ m_{\text{Ca}_3(PO_4)_2} = n_{\text{Ca}_3(PO_4)_2} \times M_{\text{Ca}_3(PO_4)_2} = 3750 \times 310\, \text{г/моль} \]

Шаг 8: Выполним расчет:

\[ m_{\text{Ca}_3(PO_4)_2} = 3750 \times 310 = 1162500\, \text{г} \]

Шаг 9: Переведем массу в килограммы:

1162500 г = 1162.5 кг.

Ответ:

Чтобы получить 186 кг фосфора с выходом 80%, необходимо 1162.5 кг фосфата кальция.