Какой объём пятипроцентного раствора фосфорной кислоты плотность равна 1,2 г на миллилитр потребуется для реакции с гидроксидом кальция если в ходе реакции образуется 80 г…

Для решения этой задачи сначала разберёмся с основными понятиями, которые нам понадобятся, а затем проведём все необходимые расчёты.

Шаг 1: Определение реакции

Реакция между фосфорной кислотой (H₃PO₄) и гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) может быть записана следующим образом:

\[ 2 H₃PO₄ + 3 Ca(OH)₂ \rightarrow Ca₃(PO₄)₂ + 6 H₂O \]

В данной реакции образуется гидрофосфат кальция (Ca₃(PO₄)₂) и вода. Однако, чтобы получить метцину, в этом случае нужно помнить, что гидрофосфат кальция (который мы считаем в задаче) обозначается как CaHPO₄.

Шаг 2: Молярные массы

Теперь определим молярные массы веществ:

• Молярная масса H₃PO₄:

  • H: 1 г/моль × 3 = 3 г/моль
  • P: 31 г/моль
  • O: 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
  • Общая: 3 + 31 + 64 = 98 г/моль

• Молярная масса Ca(OH)₂:

  • Ca: 40 г/моль
  • O: 16 г/моль × 2 = 32 г/моль
  • H: 1 г/моль × 2 = 2 г/моль
  • Общая: 40 + 32 + 2 = 74 г/моль

• Молярная масса CaHPO₄:

  • Ca: 40 г/моль
  • H: 1 г/моль
  • P: 31 г/моль
  • O: 16 г/моль × 4 = 64 г/моль
  • Общая: 40 + 1 + 31 + 64 = 136 г/моль

Шаг 3: Моль гидрофосфата кальция (CaHPO₄)

Теперь расчитываем, сколько молей CaHPO₄ образуются из 80 г.

\[ n = \frac{m}{M} = \frac{80 \text{ г}}{136 \text{ г/моль}} \approx 0.588 \text{ моль} \]

Шаг 4: Поиск необходимого количества H₃PO₄

Из уравнения реакции видно, что на 2 моль H₃PO₄ образуется 1 моль CaHPO₄. Таким образом, нам нужно:

\[ n(H₃PO₄) = 2 \times n(CaHPO₄) = 2 \times 0.588 \approx 1.176 \text{ моль} \]

Шаг 5: Масса необходимой фосфорной кислоты

Теперь рассчитываем массу H₃PO₄:

\[ m(H₃PO₄) = n \times M = 1.176 \text{ моль} \times 98 \text{ г/моль} \approx 115.248 \text{ г} \]

Шаг 6: Объём раствора фосфорной кислоты

Теперь нам нужно узнать, какой объём пятипроцентного раствора фосфорной кислоты нам нужен. Для этого определим, сколько массы (г) раствора требуется для получения 115.248 г H₃PO₄.

В 5% растворе содержится 5 г H₃PO₄ на 100 г раствора, поэтому:

\[ \text{Масса раствора} = \frac{115.248 \text{ г}}{0.05} = 2304.96 \text{ г} \]

Теперь находим объём раствора, учитывая его плотность (1,2 г/мл):

\[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{2304.96 \text{ г}}{1.2 \text{ г/мл}} \approx 1920.8 \text{ мл} \]

Ответ

Для реакции с гидроксидом кальция потребуется примерно 1920.8 мл пятипроцентного раствора фосфорной кислоты.