Для решения задачи нам нужно следовать нескольким шагам:
- Определить массу хлорида кальция в исходном растворе.
У нас есть 88,8 г раствора с массовой долей хлорида кальция (CaCl₂) 15%. Массовая доля обозначает, что 15% массы раствора составляет масса хлорида кальция.
Масса CaCl₂:
[ m(CaCl_2) = \frac{15}{100} \times 88,8 \, \text{г} ]
[ m(CaCl_2) = 0,15 \times 88,8 \, \text{г} ]
[ m(CaCl_2) = 13,32 \, \text{г} ]
- Перевести массу хлорида кальция в количество вещества (моли).
Молярная масса CaCl₂:
[ M(CaCl_2) = 40 \, \text{г/моль} \, (\text{масса кальция}) + 2 \times 35.5 \, \text{г/моль} \, (\text{масса двух атомов хлора}) ]
[ M(CaCl_2) = 40 + 71 ]
[ M(CaCl_2) = 111 \, \text{г/моль} ]
Количество вещества:
[ n(CaCl_2) = \frac{m(CaCl_2)}{M(CaCl_2)} ]
[ n(CaCl_2) = \frac{13,32 \, \text{г}}{111 \, \text{г/моль}} ]
[ n(CaCl_2) \approx 0,12 \, \text{моль} ]
- Написать уравнение реакции между хлоридом кальция и фосфатом натрия.
Уравнение реакции:
[ 3 CaCl_2 + 2 Na_3PO_4 \rightarrow Ca_3(PO_4)_2 \downarrow + 6 NaCl ]
Из уравнения видно, что 3 моль CaCl₂ реагируют с 2 моль Na₃PO₄, образуя 1 моль Ca₃(PO₄)₂.
- Рассчитать количество вещества фосфата кальция, которое образуется.
В нашем случае 0,12 моль CaCl₂ будут участвовать в реакции. Согласно стехиометрии, из 3 моль CaCl₂ получается 1 моль Ca₃(PO₄)₂.
Количество вещества Ca₃(PO₄)₂:
[ n(Ca_3(PO_4)_2) = \frac{0,12 \, \text{моль CaCl}_2}{3} ]
[ n(Ca_3(PO_4)_2) = 0,04 \, \text{моль} ]
- Определить массу образовавшегося осадка (Ca₃(PO₄)₂).
Молярная масса Ca₃(PO₄)₂:
[ M(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \times 40 \, \text{г/моль} \, (\text{масса кальция}) + 2 \times (31 \, \text{г/моль} \, (\text{масса фосфора}) + 4 \times 16 \, \text{г/моль} \, (\text{масса кислорода})) ]
[ M(Ca_3(PO_4)_2) = 3 \times 40 + 2 \times (31 + 64) ]
[ M(Ca_3(PO_4)_2) = 120 + 2 \times 95 ]
[ M(Ca_3(PO_4)_2) = 120 + 190 ]
[ M(Ca_3(PO_4)_2) = 310 \, \text{г/моль} ]
Масса Ca₃(PO₄)₂:
[ m(Ca_3(PO_4)_2) = n(Ca_3(PO_4)_2) \times M(Ca_3(PO_4)_2) ]
[ m(Ca_3(PO_4)_2) = 0,04 \, \text{моль} \times 310 \, \text{г/моль} ]
[ m(Ca_3(PO_4)_2) = 12,4 \, \text{г} ]
Таким образом, масса образовавшегося осадка фосфата кальция составляет 12,4 г.