В 500 миллилитрах раствора содержится 12 грамм фосфорной кислоты (H₃PO₄). Найти молярную концентрацию и молярную концентрацию эквивалента фосфорной кислоты для реакции образования гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄).

Решение задачи

Запишем уравнение реакции образования гидрофосфата натрия (Na₂HPO₄), происходит путём нейтрализации разбавленной фосфорной кислоты разбавленным раствором едкого натра (NaOH):

Напомню, что под молярной концентрацией понимают количество (число моль) данного вещества, содержащегося в единице объема раствора. Молярную концентрацию выражают в моль/л или используют сокращение «M».

Найдем молярную концентрацию фосфорной кислоты (H₃PO₄) в 500 мл раствора с массой 12 грамм. Для расчета будем использовать формулу нахождения молярной концентрации раствора:

где:

C_M – молярная концентрация раствора;

n – химическое количество растворенного вещества;

M – молярная масса растворенного вещества;

m – масса растворенного вещества;

V – объем раствора.

Учитывая, что молярная масса фосфорной кислоты (H₃PO₄) равна 98 г/моль (смотри таблицу Д.И. Менделеева), получаем, что молярная концентрация фосфорной кислоты (H₃PO₄) равна:

C_M (H₃PO₄) = 12/ 98 ∙ 0,5 = 0,2 (моль/л).

Напомню, что под молярной концентрацией эквивалента понимают количество грамм-эквивалентов данного вещества, содержащегося в 1 л раствора. Нормальную концентрацию выражают в моль-экв/л или используют сокращение «N».

Найдём молярную массу эквивалента фосфорной кислоты (H₃PO₄) по формуле:

Напомню то, что молярная масса эквивалента – это масса одного моль эквивалента вещества, равная произведению фактора эквивалентности на молярную массу вещества.

Фактор эквивалентности (f_экв)– число, показывающее какая доля частицы (атома, молекулы) этого вещества равноценна одному иону водорода (H⁺) в реакциях обмена или одному электрону в окислительно-восстановительных реакциях.

Фактор эквивалентности и эквивалентная масса вещества определяются той реакцией в которой данное вещество принимает участие, так как у одного и того же вещества в различных реакциях различны фактор эквивалентности и эквивалентная масса.

Учитывая, что молярная масса молярная масса фосфорной кислоты (H₃PO₄) равна 98 г/моль и в реакции нейтрализации принимает участие 2 иона водорода (2H⁺), получаем:

Найдём молярную массу эквивалента фосфорной кислоты (H₃PO₄):

C_Н (H₃PO₄) = 12/ 49 ∙ 0,5 = 0,5 (моль-экв/л).

Ответ:

молярная концентрация фосфорной кислоты (H₃PO₄) равна 0,2 моль/л;

молярная масса эквивалента фосфорной кислоты (H₃PO₄) равна 0,5 моль-экв/л.