Химия
8 класс
Вопрос
Для определения степени влажности суперфосфата смешали 10 г этого вещества с измельченным карбидом кальция. Выделившиеся в результате реакции 40 мл газа собрали при давлении 738 мм рт. ст. и температуре $15^{\circ} С$.
а. Определите влажность (в процентах) исследуемого образца суперфосфата.
б. Полагая, что состав суперфосфата соответствует теоретической формуле $Ca (H_2PO_4)_2 \cdot 2 (CaSO_4 \cdot 2H_2O)$, определите общее количество воды, содержащейся в исследуемом образце.
Ответ
При определении влажности используется реакция
$CaC_2 + 2H_2O = Ca(OH)_2 + C_2H_2$.
Количество молей выделенного ацетилена $n = \frac{pV}{RT}$ соответствует $\frac{2pV}{RT}$ молям содержащейся в веществе воды. Процентное содержание воды в образце
$х = \frac {2n \cdot 18 \cdot 100}{10} = \frac {2pV18 \cdot 100}{10} = \frac {2 \cdot 738 \cdot 0,04 \cdot 18 \cdot 100}{10 \cdot 760 \cdot 0,082 \cdot 288} = \frac {4,5 \cdot 100}{2 \cdot 380} = 0,6$ %.
Если принять формулу суперфосфата, предложенную в условии задачи ($M = 596$), то на долю воды в нем приходится 90 единиц молекулярной массы. Поскольку суперфосфат содержит 99,4 % чистого вещества, т. е. $10 \cdot 0,994 = 9,94$ г, то на долю кристаллизационной воды приходится $9,94 \cdot \frac{90}{596} = 1,501$ г, а доля химически не связанной воды (влажности) составит $10 \cdot 0,006 = 0,06$ г, т. е. общее содержание воды равно $1,501 + 0,06 = 1,561$ г.