Бромид фосфора(V) смешали в раствором гидроксида натрия в массовом соотношении 1 : 10. При этом оба вещества прореагировали полностью. К полученному раствору добавили раствор нитрата серебра. В результате образовалось 680 г раствора с массовой долей единственного растворённого вещества 10%. Вычислите массовую долю нитрата серебра в добавленном растворе.
В ответе запишите уравнения реакций, которые указаны в условии задачи, и приведите все необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин).
1) Запишем уравнение реакции с NaOH и обозначим количество PBr5 за х:
PBr5 + 8NaOH -> Na3PO4 + 5NaBr + 4H2O
х моль х моль 5х моль
2) Запишем реакции с AgNO3 и выразим через х количество вещества NaNO3:
Na3PO4 + 3AgNO3 -> Ag3PO4↓ + 3NaNO3 (1)
х моль 3х моль х моль 3х моль
NaBr + AgNO3 -> AgBr↓ + NaNO3 (2)
5х моль 5х моль 5х моль 5х моль
Видим, что суммарное количество NaNO3, которое образовалось в обеих реакциях, равно 3х+5х=8х.
3) Зная массу раствора NaNO3 массовую долю соли, найдём её количество:
m(NaNO3) = m(р-ра NaNO3)·ω(NaNO3) = 680·0,1 = 68 г.
n(NaNO3) = m(NaNO3)/M(NaNO3) = 68/85 = 0,8 моль.
Получаем, что 8х=0,8 и х = 0,1 моль.
4) Вычислим исходные массы PBr5 и раствора NaOH:
m(PBr5) = n(PBr5)·M(PBr5) = 0,1·431 = 43,1 гр
m(NaOH) = 10·m(PBr5) = 10·43,1 = 431 гр.
5) Вычислим массу соли AgNO3, которая вступила в реакции (1) b (2):
m1(AgNO3) = n1(AgNO3)·M(AgNO3) = 0,1·3·170 = 51 гр.
m2(AgNO3) = n2(AgNO3)·M(AgNO3) = 0,1·5·170 = 85 гр.
m(AgNO3) = m1 + m2 = 51 + 85 = 136 гр.
6) Вычислим массы осадков Ag3PO4 и AgBr:
m(Ag3PO4) = n(Ag3PO4)·M(Ag3PO4) = 0,1·419 = 41,9 гр.
m(AgBr) = n(AgBr)·M(AgBr) = 0,5·188 = 94 гр.
7) Обозначим массу раствора AgNO3 за y и запишем массу итогового раствора:
m(р-ра) = m(PBr5) + m(р-ра NaOH) + m(AgNO3) - m(Ag3PO4) - m(AgBr) = 680.
43,1 + 431 + y - 41,9 - 94 = 680 или
338,2 + y = 680 или
y = 341,8 гр.
m(р-ра AgNO3) = 341,8 гр.
8) ω(AgNO3) = m(AgNO3)/m(р-ра AgNO3) = 136/341,8 = 0,398 или 39,8 %.
