Я решил выполнить данную задачу, чтобы самостоятельно понять, как растворяется аммиак (NH3) в растворе фосфорной кислоты (H3PO4). Начнем с расчетов.Для этого нам даны следующие данные⁚
— Объем аммиака⁚ 8.12 л (при температуре 30 °C и давлении 74.46 кПа)
— Объем раствора фосфорной кислоты⁚ 300 мл
— Концентрация раствора фосфорной кислоты⁚ 0.40 М (плотность 1.0173 г/мл)
Сначала нужно перевести объем аммиака в массу. Для этого я воспользуюсь уравнением состояния идеального газа⁚ PV nRT, где P ⏤ давление, V ‒ объем, n ⏤ количество вещества, R ⏤ универсальная газовая постоянная, T ⏤ температура в Кельвинах.Переведем температуру в Кельвины⁚ T 30 °C 273.15 303.15 K.Теперь найдем количество вещества аммиака⁚
n (PV) / (RT) (74.46 кПа * 8.12 л) / (0.0821 дм³·кПа/моль·К * 303.15 K) 24.59 моль.Затем переведем объем раствора фосфорной кислоты в массу⁚
Масса Объем * Плотность 300 мл * 1.0173 г/мл 305.19 г.Теперь найдем количество вещества фосфорной кислоты⁚
n (масса) / (Молярная масса) (305.19 г) / (98 г/моль) 3.12 моль.Следующим шагом я хочу найти соотношение реагентов в реакции между аммиаком и фосфорной кислотой. Уравнение реакции выглядит следующим образом⁚
3NH3 H3PO4 -> (NH4)3PO4
Таким образом, соотношение между аммиаком и фосфорной кислотой ⏤ 3⁚1.
Теперь вычислим количество вещества аммиака, которое реагирует с фосфорной кислотой.n(NH3) 3 * n(H3PO4) 3 * 3.12 моль 9.36 моль.Теперь сравним количество вещества аммиака, которое было растворено, с общим количеством вещества, полученным в реакции⁚
Общее количество моль n(NH3) изначальное n(NH3) реагировавшее 24.59 моль 9.36 моль 33.95 моль.Наконец, найдем массовую долю реакционной соли в конечном растворе⁚
Массовая доля соли (масса соли) / (масса конечного раствора) * 100% ((Молярная масса соли) * (Количество моль соли)) / ((Молярная масса соли) * (Количество моль соли) (Молярная масса фосфорной кислоты) * (Количество моль фосфорной кислоты)) * 100%.
Молярная масса соли (3 * Молярная масса аммиака) Молярная масса фосфорной кислоты (3 * 17 г/моль) 98 г/моль 149 г/моль.
Массовая доля соли (149 г/моль * 9.36 моль) / ((149 г/моль * 9.36 моль) (98 г/моль * 3.12 моль)) * 100% 88.09%.
Таким образом, формула образовавшейся соли ⏤ (NH4)3PO4, а массовая доля этой соли в конечном растворе составляет 88.09%.