Question

Какая масса ортофосфата кальция прореагирует при нагревании с серной кислотой, если в результате реакции образуется 480,2 г ортофосфорной кислоты, что составляет 98% от теоретически возможного выхода?
ДАЮ 55 БАЛЛОВ.

Answer 1

Уравнение реакции между ортофосфатом кальция и серной кислотой:

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4 + 3H2O

Молярная масса ортофосфата кальция:

M(Ca3(PO4)2) = 310.18 г/моль

Масса ортофосфорной кислоты, образовавшейся в результате реакции:

m(H3PO4) = 480.2 г

Теоретически возможный выход ортофосфорной кислоты:

m(H3PO4)теор = M(H3PO4) / 2 × M(Ca3(PO4)2) = 98/100 × 480.2 г = 470.396 г

Масса ортофосфата кальция, которая прореагировала:

m(Ca3(PO4)2) = m(H3PO4) / 2 × 98/100 = 240.1 г

Таким образом, масса ортофосфата кальция, которая прореагировала с серной кислотой, составляет 240.1 г.

Answer 2

Уравнение реакции между ортофосфатом кальция (Ca3(PO4)2) и серной кислотой (H2SO4):

Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4

Молярная масса ортофосфата кальция:

Ca3(PO4)2 = 310,18 г/моль

Молярная масса ортофосфорной кислоты:

H3PO4 = 98,00 г/моль

Масса образовавшейся ортофосфорной кислоты:

m(H3PO4) = 480,2 г

Теоретический выход ортофосфорной кислоты:

n(H3PO4) = m(H3PO4) / M(H3PO4) = 480,2 г / 98,00 г/моль ≈ 4,898 моль

Так как коэффициент реакции между ортофосфатом кальция и ортофосфорной кислотой равен 1:2, количество молей Ca3(PO4)2, участвующее в реакции, равно половине количества молей H3PO4:

n(Ca3(PO4)2) = 1/2 × n(H3PO4) ≈ 2,449 моль

Масса Ca3(PO4)2, участвующей в реакции:

m(Ca3(PO4)2) = n(Ca3(PO4)2) × M(Ca3(PO4)2) = 2,449 моль × 310,18 г/моль ≈ 759,4 г

Однако, по условию, выход ортофосфорной кислоты составил 98% от теоретического выхода. Таким образом, масса Ca3(PO4)2, которая прореагировала, составит:

m(Ca3(PO4)2) = m(H3PO4) / (n(H3PO4) / 2) / 0,98 = 480,2 г / (4,898 моль / 2) / 0,98 ≈ 487,5 г

Ответ: масса ортофосфата кальция, прореагировавшего с серной кислотой, составляет около 487,5 г.