Какова массовая доля фтора в образце, если из массы 1,000 г фторапатита был извлечен фтор через дистилляцию? После

Чтобы решить эту задачу, давайте разделим ее на несколько шагов и рассмотрим каждый шаг подробно.

Шаг 1: Найдите количество фтора, извлеченного из фторапатита.

Мы знаем, что было извлечено фтора из массы 1,000 г фторапатита. Вопрос состоит в том, какова его массовая доля (т.е. процентный состав).

Шаг 2: Нейтрализация дистиллята раствором NaOH.

После дистилляции фтора мы получаем дистиллят, который нейтрализуется раствором NaOH до достижения рН 3,5. Это говорит о том, что был образован раствор NaF, которому присуща кислотная среда.

Шаг 3: Протитрование раствора NaOH с раствором K2SiF6.

Затем, горячий раствор K2SiF6 прооттитровали 9,85 мл раствора NaOH концентрацией 0,1 М (с коэффициентом эквивалентности 1,023) в присутствии фенолфталеина.

Теперь давайте рассмотрим каждый шаг подробнее:

Шаг 1:
Массовая доля фтора в образце может быть найдена, используя следующую формулу:
\[
\text{{Массовая доля}} = \frac{{\text{{Масса фтора}}}}{{\text{{Масса образца}}}} \times 100\%
\]

Масса фтора в данной задаче равна 1,000 г (поскольку извлечено из массы 1,000 г фторапатита) и масса образца также равна 1,000 г (поскольку мы берем изначальную массу фторапатита). Заменяя значения в формуле, получаем:
\[
\text{{Массовая доля}} = \frac{{1,000 \, \text{{г}}}}{{1,000 \, \text{{г}}}} \times 100\%
\]
\[
\text{{Массовая доля}} = 100\%
\]

Таким образом, массовая доля фтора в образце составляет 100%.

Шаг 2:
Поскольку осуществляется нейтрализация раствора NaOH, можно заключить, что ион F- образует кислотную среду и находится в избытке. Поскольку не указано, какое количество раствора NaOH используется для нейтрализации, мы не можем рассчитать точную массовую долю фтора после этого шага.

Шаг 3:
Прооттитрование раствора NaOH с раствором K2SiF6. Мы знаем, что объем раствора NaOH, необходимый для протитрования, составляет 9,85 мл. Коэффициент эквивалентности между NaOH и K2SiF6 равен 1,023.

Теперь можно рассчитать количество миллимолей NaOH, используя следующую формулу:
\[
\text{{Количество миллимолей NaOH}} = \text{{Объем NaOH}} \times \text{{Концентрация NaOH}}
\]

Заменяя значения, получаем:
\[
\text{{Количество миллимолей NaOH}} = 9,85 \, \text{{мл}} \times 0,1 \, \text{{М}}
\]
\[
\text{{Количество миллимолей NaOH}} = 0,9875 \, \text{{ммоль}}
\]

Теперь нам нужно найти количество миллимолей фтора, зная, что коэффициент эквивалентности между NaOH и фтором (F-) равен 1 (поскольку фтор имеет заряд -1). Таким образом, количество миллимолей фтора будет таким же, как количество миллимолей NaOH (0,9875 ммоль).

Теперь мы можем рассчитать массовую долю фтора в образце после протитрования. Для этого мы сначала найдем массу K2SiF6 в растворе, используя следующую формулу:
\[
\text{{Масса K2SiF6}} = \text{{Количество миллимолей K2SiF6}} \times \text{{Молярная масса K2SiF6}}
\]

Молярная масса K2SiF6 равна сумме массы двух атомов калия (K), одного атома кремния (Si) и шести атомов фтора (F). Масса одного атома фтора равна 19 г/моль (примерное значение), поэтому общая масса K2SiF6 равна:
\[
\text{{Масса K2SiF6}} = \text{{Количество миллимолей K2SiF6}} \times (2 \times \text{{Масса K}} + \text{{Масса Si}} + 6 \times \text{{Масса F}})
\]

Масса одного атома калия (K) равна примерно 39 г/моль, а масса атома кремния (Si) равна примерно 28 г/моль. Подставляя значения, получаем:
\[
\text{{Масса K2SiF6}} = 0,9875 \, \text{{ммоль}} \times (2 \times 39 \, \text{{г/моль}} + 28 \, \text{{г/моль}} + 6 \times 19 \, \text{{г/моль}})
\]

\[
\text{{Масса K2SiF6}} \approx 93,13 \, \text{{г}}
\]

Наконец, мы можем рассчитать массовую долю фтора в образце после протитрования, используя следующую формулу:
\[
\text{{Массовая доля фтора}} = \frac{{\text{{Масса фтора}}}}{{\text{{Масса образца после протитрования}}}} \times 100\%
\]

Мы уже знаем, что масса фтора равна 1,000 г (из шага 1) и масса образца после протитрования равна масса образца (1,000 г) минус масса K2SiF6 (93,13 г). Подставив значения, получаем:
\[
\text{{Массовая доля фтора}} = \frac{{1,000 \, \text{{г}}}}{{1,000 \, \text{{г}} - 93,13 \, \text{{г}}}} \times 100\%
\]
\[
\text{{Массовая доля фтора}} \approx 10,85\%
\]

Таким образом, массовая доля фтора в образце после протитрования составляет приблизительно 10,85%.