Задание №22 — Расчёты

Решение.

1. Составим уравнение химической реакции между фосфатом натрия и нитратом бария. В результате реакции обмена образуется нерастворимый фосфат бария, который выпадает в осадок, и нитрат натрия:
$2Na_{3}PO_{4} + 3Ba(NO_{3})_{2} \rightarrow Ba_{3}(PO_{4})_{2}\downarrow + 6NaNO_{3}$

2. Рассчитаем массу чистого фосфата натрия в исходном растворе. Для этого массу раствора умножим на массовую долю соли (переведённую из процентов в десятичную дробь):
$m(Na_{3}PO_{4}) = m(р\text{-}ра) \cdot \omega = 205\text{ г} \cdot 0,08 = 16,4\text{ г}$

3. Вычислим количество вещества фосфата натрия. Сначала найдём его молярную массу:
$M(Na_{3}PO_{4}) = 3 \cdot 23 + 31 + 4 \cdot 16 = 164\text{ г/моль}$
Теперь найдём количество вещества (n):
$n(Na_{3}PO_{4}) = \frac{m(Na_{3}PO_{4})}{M(Na_{3}PO_{4})} = \frac{16,4\text{ г}}{164\text{ г/моль}} = 0,1\text{ моль}$

4. Определим количество вещества выпавшего осадка — фосфата бария $Ba_{3}(PO_{4})_{2}$.
Согласно уравнению реакции, из 2 моль $Na_{3}PO_{4}$ образуется 1 моль $Ba_{3}(PO_{4})_{2}$. Следовательно, соотношение количеств веществ равно:
$n(Ba_{3}(PO_{4})_{2}) = \frac{1}{2} n(Na_{3}PO_{4}) = \frac{0,1\text{ моль}}{2} = 0,05\text{ моль}$

5. Рассчитаем массу выпавшего осадка. Для этого найдём молярную массу фосфата бария:
$M(Ba_{3}(PO_{4})_{2}) = 3 \cdot 137 + 2 \cdot (31 + 4 \cdot 16) = 411 + 2 \cdot 95 = 601\text{ г/моль}$
Вычисляем массу:
$m(Ba_{3}(PO_{4})_{2}) = n \cdot M = 0,05\text{ моль} \cdot 601\text{ г/моль} = 30,05\text{ г}$

Ответ: 30,05 г

Источник: ФИПИ