Какой объем газа может получиться при обработке 40,2 г фосфида магния водой массой 45 г считая выход продукта реакции 85%
Для решения задачи начнем с уравнения реакции:
\[ \text{Mg}_3\text{P}_2 + 6\text{H}_2O \rightarrow 3\text{Mg(OH)}_2 + 2\text{PH}_3 \]
- Расчитаем молярные массы веществ:
- Mg₃P₂: \( 3 \times 24,3 + 2 \times 30,97 = 72,9 + 61,94 = 134,84 \text{ г/моль} \)
- H₂O: 18 г/моль
- PH₃ (фосфистый водород): \( 30,97 + 3 \times 1,008 = 30,97 + 3,024 = 33,994 \text{ г/моль} \)
Определим количество вещества фосфида магния: \[ n_{Mg_3P_2} = \frac{40,2\, \г}{134,84\, \г/\text{моль}} \approx 0,298\, \text{моль} \]
Согласно стехиометрии реакции, 1 моль Mg₃P₂ дает 2 моль PH₃: \[ n_{PH_3} = 2 \times n_{Mg_3P_2} \approx 2 \times 0,298 = 0,596\, \text{моль} \]
Реакция с водой: При полном ходе реакции, фосфористый водород (PH₃) формируется из 6 моль воды на 1 моль Mg₃P₂. Следовательно, количество воды (45 г) относительно: \[ n_{H_2O} = \frac{45\, \г}{18\, \г/моль} = 2,5\, \textоль \]
Это больше, чем необходимо (0,596 моль PH₃ требует всего 6/2= 1,788 моль воды), следовательно, вода в большом избытке, и фосфид магния — лимитирующий реагент.
Объем газа при 100% выходе: Используем дозу газообразного PH₃ по стандартным условиям (стандартный объем 22,4 л/моль): \[ V_{норм} = n_{PH_3} \times 22,4\, \textл/моль \approx 0,596 \times 22,4 \approx 13,33\, \textл \]
Учитывая выход продукта 85%: \[ V_{участивый} = 13,33\, \textл \times 0,85 \approx 11,33\, \textл \]
Ответ: при обработке 40,2 г фосфида магния водой массой 45 г при выходе 85% образуется примерно 11,33 литров фосфористого водорода.
