2023-01-18
Какое количество едкого натра надо прибавить к 5,88 г фосфорной кислоты, чтобы образовалось 2,84 г гидрофосфата и 6,56 г фосфата натрия?
Решение:
Уравнения реакций образования дигидрофосфата и гидрофосфата натрия приведены в решении задачи 1584. Превращение гидрофосфата в фосфат натрия проходит по такому уравнению:
$Na_{2}HPO_{4} + NaOH = \underset{164}{ \underline{Na_{3}PO_{4}}} + H_{2}O$.
Первый способ. По условию задачи дано 5,88 г, или $\frac{5,88}{98} = 0,06$ моль фосфорной кислоты, при нейтрализации которой едким натром должно образоваться 2,84 г, или $\frac{2,84}{142} = 0,02$ моль, гидрофосфата и 6,56 г, или $\frac{6,56}{164} = 0,04$ моль, фосфата натрия. Из приведенных выше уравнений реакций нейтрализации фосфорной кислоты видно, что нейтрализация фосфорной кислоты проходит ступенчато с превращением ее в дигидрофосфат, гидрофосфат и, наконец в фосфат натрия. Для превращения 0,06 моль фосфорной кислоты в гидрофосфат нужно 0,12 моль едкого натра. Из приведенных в условии задачи данных видя что из 0,06 моль фосфорной кислоты 0,02 моль превращается в гидрофосфат, а 0,04 моль - в фосфат. Для превращения 0,04 моль гидрофосфата в фосфат необходимо 0,04 моль едкого натра. Значит, чтобы из 5,88 г фосфорной кислоты получить 2,84 г гидрофосфата и 6,56 г фосфата натрия нужно израсходовать нейтрализацию 0,16 моль ($0,12 + 0,04 = 0,16$), или $0,16 \cdot 40 = 6,4$ г, едкого натра.
Второй способ. По условию задачи дано 5,88 г фосфорной кислоты из которой должно образоваться 2,84 г гидрофосфата и 6,56 г фосфата натрия. По уравнению реакции нейтрализации фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата натрия видно, что
142 г $Na_{2}HPO_{4}$ образуются из 98 г $H_{3}PO_{4}$,
2,84 г $Na_{2}HPO_{4}$ образуются из $x$ г $H_{3}PO_{4}$,
$x = \frac {98 \cdot 2,84}{142} = 1,96$ г.
Значит, из 5,88 г фосфорной кислоты 1,96 г её превратится в гидрофосфат, а 3,92 г ($5,88 - 1,96 = 3,92$) превратятся в фосфат натрия. По уравнению реакции полной нейтрализации фосфорной кислоты
164 г $Na_{3}PO_{4}$ образуются из 98 г $H_{3}PO_{4}$,
6,56 г $Na_{3}PO_{4}$ образуются из $x_{1}$ г $H_{3}PO_{4}$,
$x_{1} = \frac {98 \cdot 6,56}{164} = 3,92$ г.
Отсюда видно, что фосфорная кислота полностью превращается в соли, которые даны в условии задачи. Из уравнения реакции нейтрализации фосфорной кислоты с образованием гидрофосфата натрия
для нейтрализации 98 г $H_{3}PO_{4}$ расходуется 80 г $NaOH$,
для нейтрализации 1,96 г $H_{3}PO_{4}$ расходуется $x_{2}$ г $NaOH$,
$x_{2} = \frac {80 \cdot 1,96}{98} = 1,6$ г.
Из уравнения нейтрализации фосфорной кислоты с образованием фосфата натрия видно, что
для нейтрализации 98 г $H_{3}PO_{4}$ расходуется 120 г $NaOH$,
для нейтрализации 3,92 г $H_{3}PO_{4}$ расходуется $x_{3}$ г $NaOH$,
$x_{3} = \frac {120 \cdot 3,92}{98} = 4,8$ г.
Следовательно, для нейтрализации 5,88 г фосфорной кислоты с образованием 2,84 г гидрофосфата и 6,56 г фосфата натрия нужно 6,4 г ($4,8 + 1,6 = 6,4$) едкого натра.