Номер 6, страница 221 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

6. Рассчитайте питательную ценность одного из компонентов комплексного удобрения аммофоса — дигидрофосфата аммония.

Дано:

Компонент комплексного удобрения: дигидрофосфат аммония ($NH_4H_2PO_4$).

Найти:

Питательную ценность дигидрофосфата аммония, то есть массовые доли питательных элементов: азота (N) и оксида фосфора(V) ($P_2O_5$).

Решение:

Питательная ценность удобрений определяется содержанием в них основных питательных элементов для растений. Для аммофоса, основным компонентом которого является дигидрофосфат аммония, такими элементами являются азот (N) и фосфор (P). По принятой в агрохимии традиции, содержание усвояемого фосфора в удобрениях выражают в пересчёте на оксид фосфора(V) — $P_2O_5$.

1. Химическая формула дигидрофосфата аммония: $NH_4H_2PO_4$.

2. Рассчитаем молярную массу дигидрофосфата аммония, используя относительные атомные массы элементов из периодической таблицы (округляем до целых для упрощения расчетов, что является общепринятой практикой в таких задачах: $Ar(N)=14$, $Ar(H)=1$, $Ar(P)=31$, $Ar(O)=16$).

$M(NH_4H_2PO_4) = Ar(N) + 6 \cdot Ar(H) + Ar(P) + 4 \cdot Ar(O)$

$M(NH_4H_2PO_4) = 14 + 6 \cdot 1 + 31 + 4 \cdot 16 = 14 + 6 + 31 + 64 = 115 \text{ г/моль}$.

3. Рассчитаем массовую долю (содержание) азота (N) в дигидрофосфате аммония. Массовая доля элемента в веществе $(\omega)$ вычисляется как отношение массы этого элемента в одной формульной единице к молярной массе всего вещества, умноженное на 100%.

$\omega(N) = \frac{Ar(N)}{M(NH_4H_2PO_4)} \cdot 100\%$

$\omega(N) = \frac{14}{115} \cdot 100\% \approx 12.17\%$

4. Рассчитаем массовую долю фосфора в пересчёте на оксид фосфора(V) ($P_2O_5$).

Сначала найдём молярную массу $P_2O_5$:

$M(P_2O_5) = 2 \cdot Ar(P) + 5 \cdot Ar(O) = 2 \cdot 31 + 5 \cdot 16 = 62 + 80 = 142 \text{ г/моль}$.

В одной молекуле $P_2O_5$ содержатся два атома фосфора, а в одной молекуле $NH_4H_2PO_4$ — один атом фосфора. Следовательно, для расчёта необходимо учитывать, что два моля $NH_4H_2PO_4$ содержат столько же фосфора (2 моля), сколько один моль $P_2O_5$.

Масса двух молей $NH_4H_2PO_4$ равна $2 \cdot 115 = 230$ г.

Масса одного моля $P_2O_5$ равна $142$ г.

Массовая доля $P_2O_5$ эквивалентна отношению массы $P_2O_5$ к массе двух молей дигидрофосфата аммония:

$\omega(P_2O_5) = \frac{M(P_2O_5)}{2 \cdot M(NH_4H_2PO_4)} \cdot 100\%$

$\omega(P_2O_5) = \frac{142}{230} \cdot 100\% \approx 61.74\%$

Таким образом, питательная ценность чистого дигидрофосфата аммония составляет примерно 12% азота и 62% оксида фосфора(V). В маркировке удобрений это часто округляют и указывают как NPK 12-62-0.

Ответ: Питательная ценность дигидрофосфата аммония: массовая доля азота (N) составляет 12.17%, массовая доля оксида фосфора(V) ($P_2O_5$) составляет 61.74%.