Question

К фосфорной кислоте добавили карбонат натрия. Объем газа, выделившийся в ходе реакции равен 13,44 дм3 (н.у.). определите массу кислоты, потребовавшейся для данной реакции

Answer 1

Для решения данной задачи необходимо составить уравнение реакции между фосфорной кислотой (H3PO4) и карбонатом натрия (Na2CO3):

H3PO4 + Na2CO3 -> Na3PO4 + CO2 + H2O

Из уравнения видно, что в результате реакции образуется газ CO2. Объем этого газа равен 13,44 дм3 (н.у.).

Так как у нас нет информации о давлении и температуре, то будем считать, что реакция происходит при нормальных условиях (н.у.). При н.у. 1 моль любого газа занимает объем 22,4 л.

Таким образом, объем CO2 в литрах равен 13,44/22,4 = 0,6 л.

Молярное соотношение между фосфорной кислотой и CO2 в уравнении реакции равно 1:1. То есть, на каждую моль CO2 требуется одна моль H3PO4.

Молярная масса H3PO4 равна 98 г/моль.

Теперь можно найти массу кислоты:

Масса H3PO4 = молярная масса H3PO4 * количество молей H3PO4

Количество молей H3PO4 = количество молей CO2 = объем CO2 в литрах / 22,4

Количество молей CO2 = 0,6 л / 22,4 = 0,0268 моль

Масса H3PO4 = 98 г/моль * 0,0268 моль = 2,63 г

Таким образом, масса фосфорной кислоты, потребовавшейся для данной реакции, равна 2,63 г.

Answer 2

Reaction between Phosphoric Acid and Sodium Carbonate

When phosphoric acid (H3PO4) reacts with sodium carbonate (Na2CO3), a chemical reaction occurs, resulting in the formation of carbon dioxide gas (CO2), water (H2O), and sodium phosphate (Na3PO4). The balanced chemical equation for this reaction is as follows:

2 H3PO4 + 3 Na2CO3 → 3 CO2 + 3 H2O + Na3PO4

Determining the Mass of Phosphoric Acid

To determine the mass of phosphoric acid required for the given reaction, we need to use the volume of gas produced as a reference. According to the information provided, the volume of gas produced is 13.44 dm3 (at standard temperature and pressure).

To calculate the mass of phosphoric acid, we need to convert the volume of gas to the number of moles using the ideal gas law equation:

PV = nRT

Where: P = pressure (at standard temperature and pressure, this is 1 atm) V = volume of gas (13.44 dm3) n = number of moles R = ideal gas constant (0.0821 L·atm/mol·K) T = temperature (usually given in Kelvin)

Since the temperature is not provided, we will assume it to be 298 K (25°C).

Using the ideal gas law equation, we can calculate the number of moles of gas produced:

n = PV / RT n = (1 atm) * (13.44 dm3) / (0.0821 L·atm/mol·K * 298 K) n ≈ 0.571 moles

According to the balanced chemical equation, 2 moles of phosphoric acid react to produce 3 moles of gas. Therefore, the number of moles of phosphoric acid required can be calculated as follows:

(2 moles H3PO4 / 3 moles CO2) * 0.571 moles CO2 ≈ 0.381 moles H3PO4

To determine the mass of phosphoric acid, we need to multiply the number of moles by its molar mass. The molar mass of phosphoric acid (H3PO4) is approximately 98.0 g/mol.

Mass of phosphoric acid = 0.381 moles * 98.0 g/mol ≈ 37.4 grams

Therefore, approximately 37.4 grams of phosphoric acid would be required for the given reaction.

Conclusion

In summary, when phosphoric acid reacts with sodium carbonate, carbon dioxide gas, water, and sodium phosphate are produced. To determine the mass of phosphoric acid required for the reaction, we used the volume of gas produced (13.44 dm3) and calculated the number of moles of gas. From the balanced chemical equation, we determined the number of moles of phosphoric acid required and then calculated its mass to be approximately 37.4 grams.