В основе экстракционного метода получения фосфорной кислоты лежит обработка природных фосфатов серной кислотой:
$Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 3H_{2}SO_{4}$ $\overset{t}{=}$ $3CaSO_{4} + 2H_{3}PO_{4}$
Образующуюся кислоту отфильтровывают от сульфата кальция и концентрируют выпариванием.
Рассчитайте массу фосфорной кислоты, которую можно получить из фосфорита массой 200 кг, содержашего 60 % $Ca_{3}(PO_{4})_{2}$. Массовая доля выхода составляет 80 %. (Ответ: 60,7 кг.)
Дано:
$m_{техн}$ ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) = 200 кг = 200.000 г
ω = 60%
η = 80%
Найти:
$m_{практ}$ ($H_{3}PO_{4}$) − ?
Решение:
$Ca_{3}(PO_{4})_{2} + 3H_{2}SO_{4}$ $\overset{t}{=}$ $3CaSO_{4} + 2H_{3}PO_{4}$
$m_{чист}$ ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) = $m_{техн}$ ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) * ω = 200.000 * 0,6 = 120.000 г
M ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) = 3 * 40 + 2 * 31 + 8 * 16 = 310 г/моль
n ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) = $\frac{m}{M}$ = $\frac{120.000}{310}$ = 387,1 моль
n ($H_{3}PO_{4}$) = 2 * n ($Ca_{3}(PO_{4})_{2}$) = 2 * 387,1 = 774,2 моль
M ($H_{3}PO_{4}$) = 3 * 1 + 31 + 4 * 16 = 98 г/моль
$m_{теор}$ ($H_{3}PO_{4}$) = n * M = 774,2 * 98 = 75871,6 г
$m_{практ}$ ($H_{3}PO_{4}$) = $m_{теор}$ ($H_{3}PO_{4}$) * η = 75871,6 * 0,8 = 60.697 г = 60,7 кг
Ответ: 60,7 кг.
