К образцу красного фосфора массой 19,84 г прилили 57,8 мл брома плотностью 3,10 г/мл. К полученной

Ответы на вопрос

Отвечает Галушкин Даниель.

Давайте разберём задачу пошагово. Нам нужно определить состав образовавшегося раствора после реакции красного фосфора с бромом и последующего добавления щёлочи.

1. Данные задачи

Масса красного фосфора: $m(P) = 19,84 \text{ г}$
Объём брома: $V(Br_2) = 57,8 \text{ мл}$
Плотность брома: $\rho(Br_2) = 3,10 \text{ г/мл}$
Масса раствора NaOH: $m(\text{раствор}) = 700 \text{ г}$
Концентрация раствора NaOH: 24%

2. Находим массу брома

m(Br_2) = V \cdot \rho = 57,8 \cdot 3,10 \approx 179,2 \text{ г}

3. Моли реагентов

Молярная масса красного фосфора: $M(P) = 30,97 \text{ г/моль}$
Молярная масса брома: $M(Br_2) = 159,8 \text{ г/моль}$

n(P) = \frac{19,84}{30,97} \approx 0,64 \text{ моль}

n(Br_2) = \frac{179,2}{159,8} \approx 1,12 \text{ моль}

4. Реакция красного фосфора с бромом

Красный фосфор реагирует с бромом, образуя бромид фосфора. Наиболее вероятный продукт при избытке брома — тетрабромид фосфора:

P + 2 Br_2 \to PBr_4

Проверим, хватит ли брома:

На 0,64 моль $P$ требуется $0,64 \cdot 2 = 1,28 \text{ моль } Br_2$
У нас $n(Br_2) = 1,12 \text{ моль}$ — бром меньше, значит полностью образуется PBr₃:

2 P + 3 Br_2 \to 2 PBr_3

На 0,64 моль $P$ нужно $0,64 \cdot 3/2 = 0,96 \text{ моль } Br_2$
У нас 1,12 моль → бром в избытке. Всё P реагирует, остаётся избыток Br₂:

n(\text{Br}_2 \text{ избыток}) = 1,12 - 0,96 = 0,16 \text{ моль}

5. Массы продуктов реакции PBr₃

Молярная масса PBr₃:

M(PBr_3) = 30,97 + 3 \cdot 79,9 \approx 270,7 \text{ г/моль}

m(PBr_3) = 0,64 \cdot 270,7 \approx 173,2 \text{ г}

Остаток Br₂:

m(Br_2)_{\text{остаток}} = 0,16 \cdot 159,8 \approx 25,6 \text{ г}

6. Реакция с раствором NaOH

PBr₃ реагирует со щёлочью по реакции гидролиза:

PBr_3 + 3 NaOH \to Na_3PO_3 + 3 HBr

Молярная масса NaOH: 40 г/моль
Концентрация: 24% → в 700 г раствора:

m(\text{NaOH}) = 700 \cdot 0,24 = 168 \text{ г}

n(\text{NaOH}) = \frac{168}{40} = 4,2 \text{ моль}

PBr₃: 0,64 моль → нужно NaOH: $0,64 \cdot 3 = 1,92 \text{ моль}$ → щёлочи избыток:

n(\text{NaOH остаток}) = 4,2 - 1,92 = 2,28 \text{ моль} \approx 91,2 \text{ г}

Образуется Na₃PO₃: $n = 0,64 \text{ моль}$
Молярная масса Na₃PO₃: 3·23 + 31 + 3·16 = 164 г/моль

m(Na_3PO_3) = 0,64 \cdot 164 \approx 105,0 \text{ г}