Каковы расходные коэффициенты сырья для изготовления 1 тонны фосфата аммония (NH4)3PО4, используя 55% раствор фосфорной

Задача: Каковы расходные коэффициенты сырья для изготовления 1 тонны фосфата аммония (NH4)3PO4, используя 55% раствор фосфорной кислоты, 98% аммиак и 2% влаги?

Решение:

Фосфат аммония (NH4)3PO4 состоит из трех аммониевых и одной фосфорной кислотной группы. Для решения данной задачи нам необходимо расчитать необходимые количества реагентов для получения 1 тонны фосфата аммония.

Для начала, нам понадобится определить молярную массу фосфата аммония ((NH4)3PO4). Это можно сделать, сложив молярные массы аммония (NH4) и фосфорной кислоты (PO4).

Молярная масса аммония (NH4):
- масса атомного водорода (H) составляет 1 г/моль
- масса атомного азота (N) составляет 14 г/моль

Общая масса аммония (NH4) равна 1 г/моль + 4 * 14 г/моль = 57 г/моль.

Молярная масса фосфорной кислоты (PO4):
- масса атомного фосфора (P) составляет 31 г/моль
- масса атомного кислорода (O) составляет 16 г/моль

Общая масса фосфорной кислоты (PO4) равна 31 г/моль + 4 * 16 г/моль = 63 г/моль.

Следовательно, молярная масса фосфата аммония (NH4)3PO4 равна:
3 * 57 г/моль + 63 г/моль = 234 г/моль.

Далее, нам необходимо определить количество используемого сырья для изготовления 1 тонны фосфата аммония.

Стоит отметить, что 55% раствор фосфорной кислоты означает, что в 100 г раствора содержится 55 г фосфорной кислоты. Следовательно, доля фосфорной кислоты в 1 тонне (1000 кг) раствора составляет:
55 г/100 г = 0.55.

Для определения требуемого количества фосфорной кислоты (PO4) необходимо умножить массу фосфата аммония (234 г/моль) на 0.55:
234 г/моль * 0.55 = 128.7 г.

Теперь рассмотрим аммиак. 98% аммиак означает, что в 100 г аммиака содержится 98 г аммиака. Следовательно, доля аммиака в 1 тонне (1000 кг) составляет:
98 г/100 г = 0.98.

Для определения требуемого количества аммиака необходимо умножить массу фосфата аммония (234 г/моль) на 0.98:
234 г/моль * 0.98 = 229.32 г.

Наконец, рассмотрим влагу. 2% влаги означает, что в 100 г сухого вещества содержится 2 г влаги. Следовательно, доля влаги в 1 тонне (1000 кг) составляет:
2 г/100 г = 0.02.

Для определения требуемого количества влаги необходимо умножить массу фосфата аммония (234 г/моль) на 0.02:
234 г/моль * 0.02 = 4.68 г.

Таким образом, для производства 1 тонны фосфата аммония (NH4)3PO4 вам понадобится:
- 128.7 г раствора фосфорной кислоты,
- 229.32 г аммиака,
- 4.68 г влаги.

Совет: Для лучшего понимания данной задачи рекомендуется усвоить концепцию молярной массы и процентного содержания вещества в растворе. Также полезно освежить в памяти знания о химических формулах и стехиометрии.

Дополнительное задание: Сколько раствора фосфорной кислоты, аммиака и воды потребуется для производства 5 тонн фосфата аммония (NH4)3PO4, используя те же самые процентные содержания? Ответ представьте в граммах.