Белый фосфор получают восстановлением фосфата кальция, содержащегося в апатите и фосфорите, коксом и песком в электрических печах без доступа воздуха:
$2Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 10C + 6SiO_{2}$ $\overset{t}{=}$ $6CaSiO_{3} + 10CO + P_{4}$
Пары фосфора конденсируются под водой.
Рассчитайте массу кокса с массовой долей углерода 90 %, необходимого для получения 248 кг фосфора. Какой объём оксида углерода (II) (н. у.) выделится при этом? (Ответ: 266,7 кг; 448 $м^{3}$.)
Дано:
m ($P_{4}$) = 248 кг = 248.000 г
ω (C) = 90%
Найти:
$m_{техн}$ (C) − ?
V (CO) − ?
Решение:
$2Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 10C + 6SiO_{2}$ $\overset{t}{=}$ $6CaSiO_{3} + 10CO + P_{4}$
M ($P_{4}$) = 4 * 31 = 124 г/моль
n ($P_{4}$) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{248.000}{124}$ = 2.000 моль
n (C) = 10 * n ($P_{4}$) = 10 * 2.000 = 20.000 моль
$m_{чист}$ (C) = n * M = 20.000 * 12 = 240.000 г
$m_{техн}$ (C) = $m_{чист}$ (C) : ω (C) = 240.000 : 0,9 = 266.666 г = 266,7 кг
n (CO) = n (C) = 20.000 моль
V (CO) = n * $V_{m}$ = 20.000 * 22,4 = 448.000 л = 448 $м^{3}$
Ответ: $m_{техн}$ (C) = 266,7 кг; V (CO) = 448 $м^{3}$.
