Hány g difoszfor-pentaoxidot oldottunk fel 150 g 65 m/m%-os foszforsav-oldatban, ha az oldat töménysége 85 m/m%-ra növekedett?

150 g 65 m/m%-os oldathoz adunk x gramm 100 m/m%-os P2O5-öt, így lett (150+x) g 85 m/m%-os oldat:

150*0,65 + x = (150+x)*0,85

97.5 + x = 127.5 + 0.85 x

0.15x = 30

x = 200 g

Az előző válasz akkor lenne helyes, ha 100%-os foszforsavat oldanánk vízben, de így hogy foszfor-pentoxidunk van, így egy kémiai reakció miatt a víz is fogy az oldatból, és ezzel számolni kell.

Tudjuk hogy az eredeti oldatban 97,5g foszforsav és 52,5g víz van. Ehhez adunk P2O5-t, ebből legyen x mol. Ha ezt tömegben szeretnénk megkapni, beszorozhatjuk a moláris tömegével, így ez 142x gramm P2O5. Ennyivel nő meg az oldat össztömege.

P2O5 + 3 H2O ---> 2 H3PO4

Látszik hogy 1 mol pentoxidból 2 mol foszforsav lesz az egyenlet szerint, tehát az én x mólomból lesz 2x mol. Ha a reakcióban képződő foszforsav tömegét szeretnénk megkapni, akkor ezt a 2x-et szorozzuk a foszforsav moltömegével, azaz 98-cal, így ez 196x gramm foszforsav.

Eredetileg tehát volt 97,5, meg a reakcióban képződik 196x gramm, ez lesz az oldott anyagom, az oldat össztömegét tudjuk (150+142x), és tudjuk hogy az új oldat tömegszázaléka 85%, tehát:

(97,5+196x) / (150+142x) = 0,85

Ezt megoldva x=0,3984 jön ki, ami a P2O5 anyagmennyisége volt, de a feladat tömeget kérdez, ezért még szorzunk a P2O5 moltömegével (ami 142) és így nekem 56,58g jött ki.