Какие массовые доли веществ, содержащих фосфор, есть в растворе после того, как твердое вещество, образованное

Тема занятия: Массовая доля вещества, содержащего фосфор, в растворе.

Инструкция: Для решения данной задачи нам нужно вычислить массовую долю фосфора в растворе.

Сначала определим массу полученного твердого вещества, образованного при реакции фосфора с кислородом. Для этого воспользуемся уравнением реакции и молярными массами:

P4 + 5O2 → P4O10

Молярная масса фосфора (P) равна 30,97 г/моль, а молярная масса кислорода (O) равна 16 г/моль.

Масса фосфора, заданная в условии задачи, равна 24,8 г, а объем кислорода составляет 20,16 л. Для перевода объема в моль используем формулу идеального газа:

n = V / (R * T)

Где n - количество вещества, V - объем газа, R - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/моль * К), T - температура в Кельвинах. При комнатной температуре примем T равной 298 К.

Теперь рассмотрим химическое уравнение и определим соотношение молей фосфора к молям кислорода. Видим, что требуется 4 моля фосфора на 10 молей кислорода.

Далее находим количество моль фосфора и кислорода:

n(P) = m(P) / M(P) = 24,8 г / 30,97 г/моль ≈ 0,801 моль

n(O) = V(O) / (R * T) = 20,16 л / (0,0821 л * атм/моль * К * 298 К) ≈ 0,800 моль

Таким образом, соотношение молей фосфора к кислороду будет равно 0,801 моль / 0,800 моль ≈ 1 моль / 1 моль.

Теперь для определения массы раствора воспользуемся массой воды, заданной в задаче:

m(воды) = 300 г

Наконец, вычислим массовую долю фосфора в растворе:

Массовая доля фосфора = (масса фосфора / масса раствора) * 100%

Массовая доля фосфора ≈ (0,801 моль * 30,97 г/моль) / (0,801 моль * 30,97 г/моль + 300 г) * 100% ≈ 0,82%

Таким образом, массовая доля веществ, содержащих фосфор, в растворе составляет около 0,82%.

Совет: Для успешного решения задач по определению массовой доли вещества в растворе помните, что массовая доля равна отношению массы нужного вещества к общей массе раствора. Используйте молярные массы и соотношение молей веществ, чтобы перейти от молей к массам. Не забывайте приводить исходные данные к соответствующим единицам измерения, если это необходимо.

Дополнительное упражнение: Какая массовая доля алюминия будет в растворе после того, как 30 г алюминия растворят в 200 г воды? (Молярная масса алюминия: 27 г/моль)