Вычислите объем фосфина, который необходим для получения 49 г фосфорной кислоты при действии концентрированной азотной кислоты. Ответ укажите в литрах и округлите до десятых.
Для решения этой задачи сначала нам нужно установить уравнение реакции между фосфином (PH₃) и концентрированной азотной кислотой (HNO₃), чтобы выработать фосфорную кислоту (H₃PO₄). Однако, чтобы упростить процесс, сначала определим, какие молекулы нам понадобятся.
Реакция может быть представлена следующим образом:
\[ 3 PH_3 + 4 HNO_3 \rightarrow H_3PO_4 + 4 NO + 2 H_2O \]
Теперь, чтобы рассчитать необходимый объем фосфина, необходимо сначала выяснить количество фосфорной кислоты, которое мы хотим получить в молях.
Находим количество вещества фосфорной кислоты (H₃PO₄): Молярная масса фосфорной кислоты:
- Масса фосфора (P): 31 г/моль
- Масса водорода (H): 1 г/моль (3 водорода)
- Масса кислорода (O): 16 г/моль (4 кислорода)
Молярная масса H₃PO₄: \[ 31 + (3 \times 1) + (4 \times 16) = 31 + 3 + 64 = 98 \text{ г/моль} \]
Количество вещества H₃PO₄: \[ n = \frac{m}{M} = \frac{49 \text{ г}}{98 \text{ г/моль}} = 0.5 \text{ моль} \]
Определяем, сколько фосфина нужно для данной реакции: Согласно уравнению реакции, на 1 моль H₃PO₄ требуется 3 моля PH₃. Это значит, что для 0.5 моль H₃PO₄ нужно: \[ n_{PH_3} = 3 \times n_{H_3PO_4} = 3 \times 0.5 = 1.5 \text{ моль} \]
Находим объем фосфина: Чтобы найти объем газа, используем закон Бойля-Менделеева, который гласит, что при нормальных условиях 1 моль газа занимает 22.4 литра.
Объем фосфина: \[ V = n \times V_{моль} = 1.5 \text{ моль} \times 22.4 \text{ л/моль} = 33.6 \text{ л} \]
Таким образом, объем фосфина, необходимый для получения 49 г фосфорной кислоты, составляет 33.6 литра.
