Для того чтобы рассчитать, сколько ортофосфорной кислоты можно получить из 31 тонны ортофосфата кальция, необходимо выполнить несколько шагов:
- Определим чистый ортофосфат кальция. Поскольку в 31 тонне ортофосфата кальция содержится 20% примесей, то чистый ортофосфат кальция можно найти следующим образом:
- Чистый ортофосфат кальция = Общая масса * (1 - Процент примесей)
- Чистый ортофосфат кальция = 31 тонна * (1 - 0.2) = 31 тонна * 0.8 = 24.8 тонны
- Запишем химическую реакцию. Ортофосфат кальция (Ca3(PO4)2) при взаимодействии с серной кислотой (H2SO4) образует ортофосфорную кислоту (H3PO4) и сульфат кальция (CaSO4). Уравнение реакции выглядит следующим образом:
- Ca3(PO4)2 + 3 H2SO4 → 2 H3PO4 + 3 CaSO4
- Определим молярные массы веществ. Для расчета количества ортофосфорной кислоты нам понадобятся молярные массы:
- Ca3(PO4)2: 3*40 + 2*(31 + 4*16) = 310 г/моль
- H3PO4: 3*1 + 31 + 4*16 = 98 г/моль
- Определим, сколько моль ортофосфата кальция у нас есть. Для этого мы используем формулу:
- Количество моль = Масса / Молярная масса
- Количество моль Ca3(PO4)2 = 24800 г / 310 г/моль ≈ 80 моль
- Используем стехиометрию реакции. Из уравнения реакции видно, что из 1 моль Ca3(PO4)2 образуется 2 моль H3PO4. Следовательно:
- Количество моль H3PO4 = 80 моль * 2 = 160 моль
- Теперь найдем массу ортофосфорной кислоты. Используя количество моль и молярную массу H3PO4:
- Масса H3PO4 = Количество моль * Молярная масса
- Масса H3PO4 = 160 моль * 98 г/моль = 15680 г = 15.68 кг
Ответ: Из 31 тонны ортофосфата кальция с 20% примесей можно получить 15.68 кг ортофосфорной кислоты.