Каковы массовые доли веществ в растворе после завершения реакции, когда к раствору, образовавшемуся после полной

Zvezdnaya_Noch

70

Для решения данной задачи мы будем использовать метод расчета массовых долей веществ в растворе.

Шаг 1: Найдем количество вещества фосфорной кислоты (H₃PO₄) в исходном растворе.
Первым делом, нам нужно найти массу H₃PO₄ в исходном растворе. У нас есть 200 г раствора и его концентрация 8%.
Чтобы найти массу H₃PO₄, мы умножаем массу раствора на его концентрацию в виде десятых долей (8/100).
$$ масса H₃PO₄ = 200 г \times \frac{8}{100} = 16 г $$

Далее, мы должны найти количество вещества H₃PO₄ в исходном растворе. Для этого нам понадобится знать молярную массу H₃PO₄. Молярная масса H₃PO₄ составляет 98 г/моль.
Чтобы найти количество вещества H₃PO₄, мы разделим его массу на его молярную массу.
$$ количество вещества H₃PO₄ = \frac{16 г}{98 г/моль} ≈ 0,1633 моль $$

Шаг 2: Найдем количество вещества гидроксида натрия (NaOH), которое необходимо для полного нейтрализации H₃PO₄.
Из уравнения реакции между H₃PO₄ и NaOH нам известно, что 1 моль H₃PO₄ соответствует 3 моль NaOH.
Поскольку количество вещества H₃PO₄ составляет 0,1633 моль, то количество вещества NaOH будет равно 0,1633 моль × 3 моль/моль = 0,4899 моль.

Шаг 3: Рассчитаем массу гидроксида натрия (NaOH), содержащуюся в исходном растворе.
Для этого мы умножим количество вещества NaOH на его молярную массу, которая равна 40 г/моль.
$$ масса NaOH = 0,4899 моль × 40 г/моль ≈ 19,596 г $$

Шаг 4: Расчет массы и количество вещества ионов фосфата (PO₄²⁻) и ионов кальция (Ca²⁺), образовавшихся после реакции.
Из уравнения реакции мы знаем, что 1 моль H₃PO₄ соответствует 1 моль ионов PO₄²⁻ и 3 моль NaOH соответствуют 3 моль ионов Ca²⁺.
Таким образом, количество вещества ионов PO₄²⁻ будет равно 0,4899 моль, а количество вещества ионов Ca²⁺ будет равно 0,4899 моль × 3 = 1,4697 моль.

Для нахождения массы ионов PO₄²⁻ и Ca²⁺ нам нужно знать их молярные массы.
Молярная масса ионов PO₄²⁻ составляет 95 г/моль, а молярная масса ионов Ca²⁺ - 40 г/моль.
Соответственно, масса ионов PO₄²⁻ будет равна 0,4899 моль × 95 г/моль ≈ 46,4 г
А масса ионов Ca²⁺ будет равна 1,4697 моль × 40 г/моль ≈ 58,8 г

Шаг 5: Расчет массовых долей веществ в итоговом растворе после завершения реакции.
Общая масса итогового раствора будет равна сумме масс исходного раствора и массы добавленного хлорида кальция.
$$ общая масса = 200 г + 19,98 г = 219,98 г $$

Теперь мы можем рассчитать массовые доли веществ в итоговом растворе после реакции.
Массовая доля H₃PO₄ в итоговом растворе:
$$ массовая доля H₃PO₄ = \frac{16 г}{219,98 г} \times 100\% ≈ 7,27\% $$

Массовая доля NaOH в итоговом растворе:
$$ массовая доля NaOH = \frac{19,596 г}{219,98 г} \times 100\% ≈ 8,91\% $$

Массовая доля ионов PO₄²⁻ в итоговом растворе:
$$ массовая доля ионов PO₄²⁻ = \frac{46,4 г}{219,98 г} \times 100\% ≈ 21,10\% $$

Массовая доля ионов Ca²⁺ в итоговом растворе:
$$ массовая доля ионов Ca²⁺ = \frac{58,8 г}{219,98 г} \times 100\% ≈ 26,73\% $$

Таким образом, массовые доли веществ в итоговом растворе после завершения реакции составляют: H₃PO₄ - 7,27%, NaOH - 8,91%, ионы PO₄²⁻ - 21,10% и ионы Ca²⁺ - 26,73%.