Какие коэффициенты расхода сырья необходимы для производства 1 тонны фосфата аммония (NH4)3PO4 с использованием

Для решения этой задачи давайте сначала определим, какие реакции происходят при производстве фосфата аммония. Обычно для производства фосфата аммония используют реакцию между фосфорной кислотой (H3PO4) и аммиаком (NH3). В данной задаче вместо аммиака используется аммиак с молярной долей 98%, так что нам нужно учесть эту концентрацию при расчетах.

Рассмотрим сначала реакцию между фосфорной кислотой и аммиаком:

\[H3PO4 + 3NH3 \rightarrow (NH4)3PO4\]

В этой реакции требуется 1 моль фосфорной кислоты (H3PO4) и 3 моля аммиака (NH3), чтобы получить 1 моль фосфата аммония ((NH4)3PO4).

Теперь, чтобы рассчитать количество необходимых исходных продуктов при производстве 1 тонны (1000 кг) фосфата аммония, мы должны знать массу каждого из продуктов.

Предположим, что у нас есть X килограмм фосфорной кислоты и Y килограмм аммиака.

Масса фосфорной кислоты, необходимая для производства 1 тонны фосфата аммония, может быть рассчитана по следующей формуле:

\[X \cdot \frac{55}{100} = 1000 \cdot \frac{1}{3}\]

\(\frac{55}{100}\) - это доля фосфорной кислоты с концентрацией 55%.

Обратите внимание на то, что у нас в правой части уравнения использовано число 1/3, так как для производства 1 моль фосфата аммония требуется 1 моль фосфорной кислоты.

Решая это уравнение относительно X, получаем:

\[X = \frac{1000 \cdot 1}{3} \cdot \frac{100}{55}\]

Теперь мы можем рассчитать количество аммиака, необходимого для производства 1 тонны фосфата аммония.

Масса аммиака, необходимая для производства 1 тонны фосфата аммония, может быть рассчитана по следующей формуле:

\[Y \cdot \frac{98}{100} = 1000 \cdot \frac{3}{3}\]

Тут мы используем долю аммиака со значением 98%.

Опять же, для производства 1 моль фосфата аммония требуется 3 моля аммиака.

Подставляя значения и решая уравнение, получаем:

\[Y = \frac{1000 \cdot 3}{3} \cdot \frac{100}{98}\]

Таким образом, коэффициенты расхода сырья для производства 1 тонны фосфата аммония составляют приблизительно X килограмм фосфорной кислоты и Y килограмм аммиака, где X и Y определяются следующим образом:

\[X = \frac{1000 \cdot 1}{3} \cdot \frac{100}{55} \approx 60.61 \, \text{кг}\]

\[Y = \frac{1000 \cdot 3}{3} \cdot \frac{100}{98} \approx 306.12 \, \text{кг}\]

Итак, для производства 1 тонны фосфата аммония необходимо около 60.61 кг фосфорной кислоты и 306.12 кг аммиака.