При электролизе раствора хлорида натрия собрано 5,5 дм3 хлора ну Определите массовую долю вещества в полученном растворе
При электролизе раствора хлорида натрия собрано 5,5 дм3 хлора (при н.у.). Определите массовую долю вещества в полученном растворе, если его объем равен 180см3, а плотность 1,12г/см³
2NaCl + 2H2O = H2 + Cl2 + 2NaOH уравнение процесса
n(Cl2) = V / Va = 5,5/22,4 моль .
n(NaOH) = 2*5.5/22.4 = 0.491моль-поуравнениюреакции,
m(NaOH)=M*n=40*0.491 =19.64 г-масса вещества в растворе,
w(NaOH) = m*100 /m(p) = 19.64 *100 / 1.12*180 = 9.74 %
Давай разберемся в этой задачке шаг за шагом! Электролиз – это веселое явление, поскольку тут всё происходит как по волшебству (но на самом деле наука 😄).
### Шаг 1: Количество молей хлора
Для начала, чтобы понять, сколько хлора (Cl₂) мы получили в ходе электролиза, нужно воспользоваться идеальным газовым законом для подсчета молей. Объем 1 моля газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм) примерно равен 22,4 литра.
\[ n = \frac{V}{V_m} \]
\[ n = \frac{5,5 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} \approx 0,2455 \, \text{моль} \]
### Шаг 2: Количество молей натрия и изменение массы раствора
Рассмотрим уравнение электролиза хлорида натрия:
\[ 2NaCl \rightarrow 2Na + Cl_2 \]
Из уравнения видно, что на 1 моль Cl₂ приходится 2 моля Na+. Так как мы имеем 0,2455 моль Cl₂, то израсходуется:
\[ 0,2455 \times 2 = 0,491 \, \text{моль} \, NaCl \]
Молекулярный вес NaCl составляет примерно 58,44 г/моль:
\[ Масса \, NaCl = 0,491 \, \text{моль} \times 58,44 \, \text{г/моль} ≈ 28,7 \, \text{г} \]
### Шаг 3: Исходная масса и новая масса раствора
Объем раствора дан 180 см³ и его плотность 1,12 г/см³, из этого можно найти исходную массу раствора:
\[ Масса_{исх} = 180 \, \text{см}^3 \times 1,12 \, \text{г/см}^3 = 201,6 \, \text{г} \]
После электролиза масса раствора уменьшится на массу выделенного NaCl:
\[ Масса_{нов} = 201,6 \, \text{г} - 28,7 \, \text{г} = 172,9 \, \text{г} \]
### Шаг 4: Нахождение массовой доли NaOH в растворе
Если предположить, что вся масса ионов Na+ превратится в NaOH (что случается в реальности, когда раствор остается щелочным), то количество NaOH будет таким же в молях, как и количество Na+, исходя из NaCl.
\[ n_{NaOH} = 0,491 \, \text{моль} \]
Молекулярный вес NaOH составляет примерно 40 г/моль:
\[ масса \, NaOH = 0,491 \, \text{моль} \times 40 \, \text{г/моль} = 19,64 \, \text{г} \]
Массовая доля NaOH будет равна:
\[ \omega = \frac{масса \, NaOH}{Масса_{нов}} = \frac{19,64 \, \text{г}}{172,9 \, \text{г}} \times 100\% ≈ 11,36\% \]
Итак, массовая доля NaOH в растворе составляет приблизительно **11,36%**. Как тебе такая химическая кухня? Есть вопросы по расчётам, или всё понятно? 😊