Для решения задачи нам необходимо выполнить несколько шагов, чтобы определить объем фосфорной кислоты, который был использован в реакции с раствором NaOH.
Шаг 1: Определение количества вещества NaOH
- Сначала найдем массу 20% раствора NaOH. Плотность раствора составляет 1,25 г/мл.
- Объем раствора NaOH равен 24 мл, поэтому масса раствора будет:
масса = объем × плотность = 24 мл × 1,25 г/мл = 30 г.
- Теперь найдем массу NaOH в этом растворе. Мы знаем, что 20% раствора означает, что в 100 г раствора содержится 20 г NaOH.
Масса NaOH = 30 г × 20% = 30 г × 0,2 = 6 г.
Шаг 2: Определение количества вещества NaOH в моль
- Теперь найдем количество вещества NaOH в молях. Молярная масса NaOH составляет примерно 40 г/моль.
Количество вещества NaOH = масса / молярная масса = 6 г / 40 г/моль = 0,15 моль.
Шаг 3: Определение реакции с фосфорной кислотой
- Фосфорная кислота (H3PO4) реагирует с NaOH по следующему уравнению:
- H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O
- Из уравнения видно, что на 1 моль H3PO4 требуется 3 моль NaOH. Следовательно, чтобы найти количество вещества фосфорной кислоты, которое реагирует с 0,15 моль NaOH, используем соотношение:
Количество вещества H3PO4 = количество NaOH / 3 = 0,15 моль / 3 = 0,05 моль.
Шаг 4: Определение объема фосфорной кислоты
- Теперь мы знаем, что количество вещества H3PO4 равно 0,05 моль. У нас есть раствор фосфорной кислоты с концентрацией 0,5 М.
- Объем раствора можно найти по формуле:
Объем = количество вещества / концентрация.
- Подставляем известные значения:
Объем H3PO4 = 0,05 моль / 0,5 М = 0,1 л = 100 мл.
Ответ: Объем фосфорной кислоты, использованный в реакции, составляет 100 мл.