Решение задачи: Определение массы оксида фосфора (V)

Вот решение задачи, оформленное так, чтобы было удобно переписать в тетрадь: Дано: Масса ортофосфорной кислоты (практическая) \(m_{практ}(H_3PO_4)\) = 200 г Массовая доля выхода ортофосфорной кислоты \(\eta\) = 90 % = 0,9 Найти: Масса оксида фосфора (V) \(m(P_2O_5)\) - ? Решение: 1. Запишем уравнение реакции получения ортофосфорной кислоты из оксида фосфора (V): \[P_2O_5 + 3H_2O \rightarrow 2H_3PO_4\] 2. Вычислим теоретическую массу ортофосфорной кислоты, которая должна была бы получиться, если бы выход составлял 100 %. \[m_{теор}(H_3PO_4) = \frac{m_{практ}(H_3PO_4)}{\eta}\] \[m_{теор}(H_3PO_4) = \frac{200 \text{ г}}{0,9} \approx 222,22 \text{ г}\] 3. Вычислим молярные массы веществ, участвующих в реакции: Молярная масса оксида фосфора (V) \(M(P_2O_5)\): \[M(P_2O_5) = 2 \cdot A_r(P) + 5 \cdot A_r(O)\] \[M(P_2O_5) = 2 \cdot 31 \text{ г/моль} + 5 \cdot 16 \text{ г/моль} = 62 \text{ г/моль} + 80 \text{ г/моль} = 142 \text{ г/моль}\] Молярная масса ортофосфорной кислоты \(M(H_3PO_4)\): \[M(H_3PO_4) = 3 \cdot A_r(H) + A_r(P) + 4 \cdot A_r(O)\] \[M(H_3PO_4) = 3 \cdot 1 \text{ г/моль} + 31 \text{ г/моль} + 4 \cdot 16 \text{ г/моль} = 3 \text{ г/моль} + 31 \text{ г/моль} + 64 \text{ г/моль} = 98 \text{ г/моль}\] 4. Используем стехиометрические соотношения из уравнения реакции для нахождения массы оксида фосфора (V). Из уравнения реакции видно, что 1 моль \(P_2O_5\) образует 2 моля \(H_3PO_4\). Составим пропорцию по массам: \[\frac{m(P_2O_5)}{M(P_2O_5)} = \frac{m_{теор}(H_3PO_4)}{2 \cdot M(H_3PO_4)}\] \[\frac{m(P_2O_5)}{142 \text{ г/моль}} = \frac{222,22 \text{ г}}{2 \cdot 98 \text{ г/моль}}\] \[\frac{m(P_2O_5)}{142} = \frac{222,22}{196}\] 5. Вычислим массу оксида фосфора (V): \[m(P_2O_5) = \frac{222,22 \text{ г} \cdot 142 \text{ г/моль}}{196 \text{ г/моль}}\] \[m(P_2O_5) \approx \frac{31555,24}{196} \text{ г}\] \[m(P_2O_5) \approx 161,00 \text{ г}\] Ответ: Масса оксида фосфора (V), необходимого для получения 200 граммов ортофосфорной кислоты, составляет примерно 161,00 г.