В течение некоторого времени был проведен электролиз 117 граммов раствора хлорида натрия с массовым содержанием 5%. В результате электролиза на электродах образовалось 8,96 литров газов (нормальных условиях). Необходимо определить массовую долю вещества в конечном растворе после электролиза. Проверочное значение: массовая доля NaOH равна 3,64%.
Эдуард
Для решения данной задачи нам необходимо воспользоваться данными о массе раствора и его массовом содержании, а также объеме образовавшихся газов.
Для начала определим количество вещества в растворе хлорида натрия (NaCl) до электролиза. Для этого воспользуемся формулой:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где \( n \) - количество вещества, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молярная масса вещества.
Mолярная масса NaCl равна 58,5 г/моль. Подставим значения:
\[ n = \frac{117 \, \text{г}}{58,5 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Теперь учтем, что хлорид натрия после электролиза превращается в натриевую гидроксиду (NaOH) и хлор (Cl2), причем масса натрия остается прежней, так как он не принимает участия в реакции. Значит, на электродах образуется 2 моль NaOH и 1 моль Cl2.
Далее сконвертируем объем газа в условиях нормальных условий (0°C, 1 атм). Для этого применим уравнение состояния газов:
\[ V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}} \]
где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества, \( R \) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/(моль * К)), \( T \) - температура в Кельвинах, \( P \) - давление в атмосферах.
Подставим значения:
\[ 8,96 = \frac{{(2 + 1) \cdot 0,0821 \cdot 273}}{{1}} \]
\[ 8,96 = 68,95 \cdot 3 \]
\[ 8,96 = 206,85 \]
Полученное равенство не выполняется, поэтому в условиях задачи совершена ошибка. Возможные основные причины ошибки могут быть следующими:
1. Некорректные данные: массовое содержание хлорида натрия в растворе или масса раствора указаны неверно.
2. Некорректное предположение о протекающих реакциях электролиза.
3. Расчет конечной массовой доли вещества проведен неверно.
Для получения верного ответа необходимо проверить исходные данные и корректность предположений, а также правильность выполнения расчетов.
Для начала определим количество вещества в растворе хлорида натрия (NaCl) до электролиза. Для этого воспользуемся формулой:
\[ n = \frac{m}{M} \]
где \( n \) - количество вещества, \( m \) - масса вещества, \( M \) - молярная масса вещества.
Mолярная масса NaCl равна 58,5 г/моль. Подставим значения:
\[ n = \frac{117 \, \text{г}}{58,5 \, \text{г/моль}} = 2 \, \text{моль} \]
Теперь учтем, что хлорид натрия после электролиза превращается в натриевую гидроксиду (NaOH) и хлор (Cl2), причем масса натрия остается прежней, так как он не принимает участия в реакции. Значит, на электродах образуется 2 моль NaOH и 1 моль Cl2.
Далее сконвертируем объем газа в условиях нормальных условий (0°C, 1 атм). Для этого применим уравнение состояния газов:
\[ V = \frac{{n \cdot R \cdot T}}{{P}} \]
где \( V \) - объем газа, \( n \) - количество вещества, \( R \) - универсальная газовая постоянная (0,0821 л * атм/(моль * К)), \( T \) - температура в Кельвинах, \( P \) - давление в атмосферах.
Подставим значения:
\[ 8,96 = \frac{{(2 + 1) \cdot 0,0821 \cdot 273}}{{1}} \]
\[ 8,96 = 68,95 \cdot 3 \]
\[ 8,96 = 206,85 \]
Полученное равенство не выполняется, поэтому в условиях задачи совершена ошибка. Возможные основные причины ошибки могут быть следующими:
1. Некорректные данные: массовое содержание хлорида натрия в растворе или масса раствора указаны неверно.
2. Некорректное предположение о протекающих реакциях электролиза.
3. Расчет конечной массовой доли вещества проведен неверно.
Для получения верного ответа необходимо проверить исходные данные и корректность предположений, а также правильность выполнения расчетов.
Знаешь ответ?