Задача. При электролизе 2 л водного раствора сульфата натрия с массовой долей соли 4%. ( p=1, 025г/мл) на нерастворимом аноде выделилось 448 л газа ( н.у.) Определите массовую долю сульфата натрия в растворе после электрола?
Для решения задачи нам необходимо использовать законы электролиза и массовые доли веществ.
Сначала определим массу соли в исходном растворе сульфата натрия: Масса соли = объем раствора плотность раствора массовая доля соли Масса соли = 2 л 1.025 г/мл 0.04 = 0.082 г
На аноде происходит окисление ионов гидроксония OH−OH-OH− до кислорода O2O2O2 и водорода H2H2H2 согласно уравнению: 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e- Таким образом, каждый моль кислорода выделяет 4 моля электронов.
Найдем количество молей кислорода в выделенном газе: VO2O2O2 = 448 л н.у.н.у.н.у.
nO2O2O2 = V/Vm = 448/22.4 = 20 моль
Так как каждый моль кислорода необходимо 4 моля электронов, то общее количество молей электронов: ne−e-e− = 20 моль * 4 = 80 моль
Одна моль натрия в реакции восстанавливается 1 молью электронов, следовательно, количество молей натрия: nNaNaNa = 80 моль
Молярная масса сульфата натрия Na2SO4Na2SO4Na2SO4 = 142 г/моль, масса сульфата натрия в растворе: mNa2SO4Na2SO4Na2SO4 = 142 г/моль * 80 моль = 11360 г
Определим массовую долю сульфата натрия в растворе: Массовая доля сульфата натрия = масса соли / масса раствора 100% Массовая доля сульфата натрия = 11360 г / 11360г+2000г11360 г + 2000 г11360г+2000г 100% = 85%
Ответ: Массовая доля сульфата натрия в растворе после электролиза составляет 85%.
Для решения задачи нам необходимо использовать законы электролиза и массовые доли веществ.
Сначала определим массу соли в исходном растворе сульфата натрия:
Масса соли = объем раствора плотность раствора массовая доля соли
Масса соли = 2 л 1.025 г/мл 0.04 = 0.082 г
На аноде происходит окисление ионов гидроксония OH−OH-OH− до кислорода O2O2O2 и водорода H2H2H2 согласно уравнению:
4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-
Таким образом, каждый моль кислорода выделяет 4 моля электронов.
Найдем количество молей кислорода в выделенном газе:
VO2O2O2 = 448 л н.у.н.у.н.у. nO2O2O2 = V/Vm = 448/22.4 = 20 моль
Так как каждый моль кислорода необходимо 4 моля электронов, то общее количество молей электронов:
ne−e-e− = 20 моль * 4 = 80 моль
Одна моль натрия в реакции восстанавливается 1 молью электронов, следовательно, количество молей натрия:
nNaNaNa = 80 моль
Молярная масса сульфата натрия Na2SO4Na2SO4Na2SO4 = 142 г/моль, масса сульфата натрия в растворе:
mNa2SO4Na2SO4Na2SO4 = 142 г/моль * 80 моль = 11360 г
Определим массовую долю сульфата натрия в растворе:
Массовая доля сульфата натрия = масса соли / масса раствора 100%
Массовая доля сульфата натрия = 11360 г / 11360г+2000г11360 г + 2000 г11360г+2000г 100% = 85%
Ответ: Массовая доля сульфата натрия в растворе после электролиза составляет 85%.