Question

Аммиак объемом 6,72 л (н.у.) пропустили в раствор фосфорной кислоты массой 100 г с массовой долей 9,8%. Определите состав соли и ее массовую долю в полученном растворе

Answer 1

3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4

или 2NH3 + H3PO4 = (NH4)2HPO4

или NH3 + H3PO4 = NH4H2PO4

n(NH3) = 6.72/22.4 = 0.3 моль

m(H3PO4) = 100*0.098 = 9.8 г

n(H3PO4) = 9.8/98 = 0.1 моль

Соотношение по условию: 0,3 моль (NH3) : 0,1 моль (Н3РО4), т.е. 3:1,

значит, подходит следующее уравнение реакции:

3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4

n((NH4)3PO4) = 0.1 моль

m((NH4)3PO4) = 0.1*149 = 14.9 г

m(p-pa) = m(NH3)+m(H3PO4)

m(NH3) = 0.3*17 = 5.1 г

m(p-pa) = 5.1 + 100 = 105.1 г

W((NH4)3PO4) = 14.9/105.1*100% = 14.18%

Answer 2

Для решения этой задачи, следует начать сбалансированным химическим уравнением реакции между аммиаком (NH3) и фосфорной кислотой (H3PO4):

NH3 + H3PO4 → NH4H2PO4

Из уравнения видно, что аммиак (NH3) реагирует с фосфорной кислотой (H3PO4), образуя соль аммоний дигидрофосфат (NH4H2PO4).

Шаг 1: Рассчитаем количество вещества аммиака (NH3), используя его объем при нормальных условиях (н.у. - 0°C и 1 атм):

Объем аммиака (V) = 6,72 л Молярный объем идеального газа при н.у. (Vм) = 22,7 л/моль

Количество вещества аммиака (n) = V / Vм = 6,72 л / 22,7 л/моль ≈ 0,296 моль

Шаг 2: Рассчитаем количество вещества фосфорной кислоты (H3PO4) по её массе и массовой доле:

Масса фосфорной кислоты (m) = 100 г Массовая доля фосфорной кислоты (w) = 9,8% = 0,098

Молярная масса H3PO4 = 98 г/моль

Количество вещества H3PO4 (n) = m / молярная масса = 100 г / 98 г/моль ≈ 1,02 моль

Шаг 3: Определите, какое вещество ограничивает реакцию. Для этого необходимо рассмотреть стехиометрию реакции и соотношение между реагентами. Как видно из уравнения реакции, аммиак и фосфорная кислота реагируют в соотношении 1:1. Однако количество аммиака (0,296 моль) меньше количества фосфорной кислоты (1,02 моль), поэтому аммиак будет ограничивающим реагентом.

Шаг 4: Рассчитаем количество образующейся соли, используя мольное соотношение между аммиаком и солью из уравнения реакции:

1 моль NH3 образует 1 моль NH4H2PO4

Так как аммиак является ограничивающим реагентом, количество соли NH4H2PO4, образующейся в реакции, будет равно количеству аммиака, то есть 0,296 моль.

Шаг 5: Рассчитаем массу образующейся соли NH4H2PO4:

Молярная масса NH4H2PO4 = 115 г/моль

Масса соли NH4H2PO4 (m) = количество вещества (n) × молярная масса = 0,296 моль × 115 г/моль ≈ 34,04 г

Шаг 6: Определите массовую долю соли в полученном растворе:

Масса раствора = масса аммиака + масса фосфорной кислоты + масса соли Масса раствора = 100 г + 34,04 г ≈ 134,04 г

Массовая доля соли = (масса соли / масса раствора) × 100% = (34,04 г / 134,04 г) × 100% ≈ 25,4%

Итак, в полученном растворе массовая доля соли NH4H2PO4 составляет примерно 25,4%.