Смешали 10%-й раствор гидроксида калия массой 280 г и 10%-й раствор ортофосфорной кислоты массой 294 г. Как можно вычислить массовые доли веществ в растворе после реакции?

Пожалуйста, помогите!

Химия 9 класс Растворы и их свойства массовая доля гидроксид калия ортофосфорная кислота 10%-й раствор химическая реакция вычисление массовой доли химия 9 класс Новый

Для решения этой задачи нам нужно сначала определить, какие вещества участвуют в реакции, а затем вычислить их массовые доли в получившемся растворе. Давайте рассмотрим шаги решения подробнее.

Шаг 1: Определение количества веществ в растворах

Мы начнем с того, что найдем количество гидроксида калия (KOH) и ортофосфорной кислоты (H3PO4) в их растворах.

• Для KOH:
  • 10%-й раствор означает, что в 100 г раствора содержится 10 г KOH.
  • В 280 г раствора содержится: (10 г KOH / 100 г раствора) * 280 г раствора = 28 г KOH.
• Для H3PO4:
  • 10%-й раствор также означает, что в 100 г раствора содержится 10 г H3PO4.
  • В 294 г раствора содержится: (10 г H3PO4 / 100 г раствора) * 294 г раствора = 29.4 г H3PO4.

Шаг 2: Определение реакции между KOH и H3PO4

Гидроксид калия и ортофосфорная кислота реагируют по следующему уравнению:

3 KOH + H3PO4 → K3PO4 + 3 H2O

Из уравнения видно, что на 1 моль H3PO4 требуется 3 моля KOH. Теперь нам нужно определить, какой из реагентов является лимитирующим.

Шаг 3: Определение количества моль реагентов

• Молярная масса KOH: 39 (K) + 16 (O) + 1 (H) = 56 г/моль
• Молярная масса H3PO4: 3 (H) + 31 (P) + 4*16 (O) = 98 г/моль

Теперь найдем количество моль каждого вещества:

• Количество моль KOH: 28 г / 56 г/моль = 0.5 моль
• Количество моль H3PO4: 29.4 г / 98 г/моль = 0.3 моль

Шаг 4: Определение лимитирующего реагента

Согласно уравнению реакции, для 0.3 моль H3PO4 необходимо 0.9 моль KOH. У нас есть только 0.5 моль KOH, поэтому KOH является лимитирующим реагентом.

Шаг 5: Определение количества продуктов реакции

Из уравнения видно, что 0.5 моль KOH реагирует с:

• (0.5 моль KOH) / 3 = 0.1667 моль H3PO4.

Это означает, что после реакции останется:

• H3PO4: 0.3 моль - 0.1667 моль = 0.1333 моль.

Шаг 6: Определение массы оставшихся веществ

• Масса оставшегося H3PO4: 0.1333 моль * 98 г/моль = 13.066 г.
• Масса KOH: 0 моль (все KOH прореагировало).

Шаг 7: Определение общей массы раствора

Общая масса раствора после реакции будет равна массе оставшегося H3PO4 и массе воды, образовавшейся в результате реакции:

• Масса воды: 0.5 моль KOH образует 0.5 моль воды (3 H2O).
• Масса H2O: 0.5 моль * 18 г/моль = 9 г.

Итак, общая масса раствора:

Масса оставшегося H3PO4 + Масса воды = 13.066 г + 9 г = 22.066 г.

Шаг 8: Определение массовых долей веществ в растворе

• Массовая доля H3PO4: (13.066 г / 22.066 г) * 100% ≈ 59.3%
• Массовая доля H2O: (9 г / 22.066 г) * 100% ≈ 40.7%

Таким образом, после реакции массовая доля ортофосфорной кислоты составляет примерно 59.3%, а массовая доля воды - 40.7%.