117 г раствора хлорида натрия с массовой долей 5% в течение некоторого времени подвергали электролизу. При этом на электродах выделилось 8,96 л газов (н.у.) Определите массовую долю вещества в конечном растворе после электролиза. Для проверки: w(NaOH)=3,64%
Шаг 1: Рассчитаем количество граммов хлорида натрия в 117 г раствора. Для этого используем формулу:
масса вещества = массовая доля x масса раствора
Массовая доля хлорида натрия в растворе составляет 5%, или 0,05 в десятичном виде. Подставляем данное значение в формулу:
масса вещества = 0,05 x 117 г = 5,85 г
Шаг 2: Рассчитаем количество вещества хлорида натрия в граммах, используя молярную массу. Молярная масса хлорида натрия (NaCl) равна 58,44 г/моль. Используем формулу:
количество вещества = масса вещества / молярная масса
подставляем значения:
количество вещества = 5,85 г / 58,44 г/моль = 0,1 моль
Шаг 3: Определим объем газов, выделившихся при электролизе. Условия указывают, что объем газов равен 8,96 л при нормальных условиях, это значит при 0°C и 1 атм давления. Объем газов, выделенных при нормальных условиях, равен их стандартному молярному объему - 22,4 л/моль.
Таким образом, количество газов, выделенных при электролизе в молях:
количество газа = объем газа / стандартный молярный объем
подставляем значения:
количество газа = 8,96 л / 22,4 л/моль = 0,4 моль
Шаг 4: Используя полученные значения количества вещества в растворе до и после электролиза, мы можем определить массовую долю вещества в конечном растворе. После прохождения электролиза, часть хлорида натрия будет разложена на ионы натрия (Na+) и ионы гидроксида (OH-). По условию задачи, массовая доля получившегося гидроксида натрия составляет 3,64% или 0,0364 в десятичном виде.
Общее количество вещества в растворе после электролиза равно сумме количества вещества хлорида натрия до электролиза и количества вещества гидроксида натрия:
количество вещества общее = количество вещества хлорида натрия + количество вещества гидроксида натрия
подставляем значения:
количество вещества общее = 0,1 моль (хлорид натрия) + 0,0364 моль (гидроксид натрия) = 0,1364 моль
Для расчета массовой доли вещества в конечном растворе, можем использовать формулу:
массовая доля = (масса вещества / масса раствора) x 100
Так как масса раствора не меняется, то массовая доля вещества будет пропорциональна количеству вещества. Подставляем значения:
массовая доля = (0,1364 моль / 117 г) x 100 = 0,1164 x 100 = 11,64%
Итак, массовая доля вещества в конечном растворе после электролиза равна 11,64%.