Решение задачи №3: Нахождение массы фосфорной кислоты

Задача №3 Дано: \(m_{техн}(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = 31\) т \(\omega(прим.) = 20\%\) или \(0,2\) Найти: \(m(H_{3}PO_{4}) - ?\) Решение: 1. Найдем массовую долю чистого фосфата кальция в руде: \[\omega(чист.) = 100\% - 20\% = 80\% \text{ или } 0,8\] 2. Вычислим массу чистого фосфата кальция: \[m(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = m_{техн} \cdot \omega(чист.) = 31 \text{ т} \cdot 0,8 = 24,8 \text{ т}\] 3. Составим уравнение реакции получения фосфорной кислоты (сернокислотный способ): \[Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 3H_{2}SO_{4} \rightarrow 3CaSO_{4} + 2H_{3}PO_{4}\] 4. Рассчитаем молярные массы веществ: \[M(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = 40 \cdot 3 + (31 + 16 \cdot 4) \cdot 2 = 120 + 190 = 310 \text{ г/моль}\] \[M(H_{3}PO_{4}) = 1 \cdot 3 + 31 + 16 \cdot 4 = 98 \text{ г/моль}\] 5. Найдем количество вещества фосфата кальция (используем тонны, тогда результат будет в кмоль): \[n(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = \frac{m}{M} = \frac{24,8 \text{ т}}{310 \text{ г/моль}} = 0,08 \text{ кмоль}\] 6. По уравнению реакции из 1 моль фосфата получается 2 моль кислоты: \[n(H_{3}PO_{4}) = 2 \cdot n(Ca_{3}(PO_{4})_{2}) = 2 \cdot 0,08 = 0,16 \text{ кмоль}\] 7. Вычислим массу полученной фосфорной кислоты: \[m(H_{3}PO_{4}) = n \cdot M = 0,16 \text{ кмоль} \cdot 98 \text{ кг/кмоль} = 15,68 \text{ т}\] Ответ: можно получить 15,68 т фосфорной кислоты.