Дано: m(H3PO4)=29,4 г. Знайти: m(KOH)-? m(K3PO4)-? m(H2O)-? y(K3PO4)-? y(H2O)-?
Розв'язання.
І спосіб.
Записуємо рівняння реакції:
29,4 г x г y г z г
H3PO4 + 3KOH = K3PO4 +3H2O
98 г 168 г 212 г 54 г
Над формулами речовин записуємо дані, що є за умовою задачі.
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль ортофосфатної кислоти H3PO4 з 3 моль калій гідроксиду КОН з утворенням 1 моль калій ортофосфату K3PO4 і 3 моль води H2O. На основі цих даних, можна скласти три пропорції та обчислити масу калій гідроксиду, масу калій ортофосфату і масу води.
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин й, відповідно, масу 1 моль.
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98,
M(H3PO4)=98 г/моль. Маса 1 моль=98г.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56,
M(KOH)=56 г/моль. Маса 1 моль=56г, а маса 3 моль=168.
Mr(K3PO4)=3•Ar(K)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•39+31+4•16=212,
M(K3PO4)=212 г/моль. Маса 1 моль=212 г.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18,
M(H2O)=18 г/моль. Маса 1 моль=18 г, а маса 3 моль=54 г.
Записуємо під формулами речовин у рівнянні реакції.
Складаємо пропорцію для обчислення маси калій гідроксиду і розв'язуємо її.
29,4 г / 98г= х г / 168 г, звідси х=29,4г•168г/98г=50,4 г.
Складаємо пропорцію для обчислення маси калій ортофосфату і розв'язуємо її.
29,4 г / 98г= у г / 212 г, звідси х=29,4г•212г/98г=63,6 г.
Обчислоюємо кількість речовини калій ортофосфату масою 63,6 г за формулою y=m/M.
y(K3PO4)=63,6 г: 212г/моль=0,3 моль.
Складаємо пропорцію для обчислення маси води і розв'язуємо її.
29,4 г / 98г= z г / 54 г, звідси х=29,4г•54г/98г=16,2 г.
Обчислоюємо кількість речовини води масою 16,2 г за формулою y=m/M.
y(H2O)=16,2 г: 18 г/моль=0,9 моль.
Відповідь: m(KOH)=50,4 г; m(K3PO4)=63,6 г; m(H2O)=16,2 г; y(K3PO4)=0,3 моль; y(H2O)=0,9 моль.
ІІ спосіб.
Записуємо рівняння реакції: H3PO4 +3KOH=K3PO4+3H2O
Обчислюємо молярні маси (M г/моль = Mr) речовин.
Mr(H3PO4)=3•Ar(H)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•1+31+4•16=98, M(H3PO4)=98 г/моль.
Mr(KOH)=Ar(K)+Ar(O)+Ar(H)=39+16+1=56, M(KOH)=56 г/моль.
Mr(K3PO4)=3•Ar(K)+Ar(P)+4•Ar(O)=3•39+31+4•16=212, M(K3PO4)=212 г/моль.
Mr(H2O)=2•Ar(H)+Ar(O)=2•1+16=18, M(H2O)=18 г/моль.
Обчислюємо кількість речовини ортофосфатної кислоти масою 29,4 г за формулою y=m/M.
y(H3PO4)=29,4 г: 98 г/моль=0,3 моль
Мольні співвідношення речовин показують коефіцієнти рівняння. Прореагувало 1 моль ортофосфатної кислоти H3PO4 з 3 моль калій гідроксиду КОН з утворенням 1 моль калій ортофосфату K3PO4 і 3 моль води H2O. Кількість речовини H3PO4 і K3PO4 є однаковою, тому y(K3PO4)=0,3 моль, а кількість речовини КОН і H2O є у три рази більшою, тому y(КОН)=0,9 моль і y(H2O)=0,9 моль.
Обчислоюємо масу калій ортофосфату кількістю речовини 0,3 моль за формулою m=y•M:
m(K3PO4)=0,3 моль•212 г/моль=63,6 г.
Обчислоюємо масу води кількістю речовини 0,9 моль за формулою m=y•M:
m(H2O)=0,9 моль•18 г/моль=16,2 г.
Відповідь: m(KOH)=50,4 г; m(K3PO4)=63,6 г; m(H2O)=16,2 г; y(K3PO4)=0,3 моль; y(H2O)=0,9 моль.