2023-03-09
В обогащенном хибинском апатите в среднем массовая доля оксида фосфора (V) равна 40 %. Какая масса такого апатита потребуется для получения ортофосфорной кислоты массой 98 кг?
Решение:
Хотя в технике ортофосфорная кислота получается в результате взаимодействия $Ca_{3}(PO_{4})_{2}$ с серной кислотой, для решения рассматриваемой задачи достаточно представить себе, что ортофосфорная кислота есть продукт соединения оксида фосфора (V) с водой:
$P_{2}O_{5} + 3H_{2}O = 2H_{3}PO_{4}$,
$M_{r}(P_{2}O_{5}) = 142; M_{r}(H_{3}PO_{4}) = 98$,
$M(P_{2}O_{5}) = 142 г/моль; M(H_{3}PO_{4}) = 98 г/моль$,
$\nu (P_{2}O_{5}) = 1 моль; \nu (H_{3}PO_{4}) = 2 моль$,
$m(P_{2}O_{5}) = 142 г; m(H_{3}PO_{4}) = 2 моль \cdot 98 г/моль = 196 г$.
Исходя из уравнения реакции, определяют массу $P_{2}O_{5}$, необходимую для получения ортофосфорной кислоты массой 98 кг:
$m(P_{2}O_{5}) = \frac{142 г \cdot 98 кг}{196 г} = 71 кг$.
Определяют массу апатита с массовой долей $P_{2}O_{5}$ 40%, необходимую для получения ортофосфорной кислоты массой 98 кг:
$m(апатита) = \frac{100% \cdot 71 кг}{40%} = 177, 5 кг$.
Ответ. Масса, необходимая для получения ортофосфорной кислоты массой 98 кг, равна 177,5 кг.