При электролизе 500г 17% раствора AgNO3 на аноде выделилось 25,2 литров (0 Цельсия, 101,3 кПа) газа. определите массовую долю вещества в растворе после электролиза.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи мы можем воспользоваться законом Фарадея, который гласит, что количество вещества, осажденного или выделившегося на электроде, пропорционально затраченному заряду.

На аноде происходит процесс окисления и выделяется газ, значит это процесс связан с окислением и выделением кислорода. Таким образом, на аноде происходит следующее окислительное реакцию:

4Ag -> 4Ag+ + 4e-

Отсюда видно, что на выделение 4 электронов требуется 1 моль серебра (Ag).
Молярная масса серебра (Ag) равна 108 г/моль.

Вычислим количество молей серебра, которое осаждается на аноде из данного раствора AgNO3 массой 500г и концентрацией 17%.

Масса серебра в 500 г раствора AgNO3 = 500г * 0.17 = 85 г
Количество молей серебра = масса / молярная масса = 85г / 108 г/моль ≈ 0.787 моль

Известно, что на выделение 1 моль серебра требуется 4 электрона.
Таким образом, на выделение 0.787 моль серебра потребуется 0.787 * 4 = 3.148 моль электронов.

Зная количество молей электронов, можно определить количество заряда, прошедшего через электролит:
Q = n F = 3.148 моль 96485 Кл/моль ≈ 303.18 Кл

Теперь определим объем выделившегося газа при стандартных условиях (0C, 101.3 кПа).
Объем газа равен 25.2 литров.

Теперь можно определить количество молей газа по уравнению состояния идеальных газов:
n = (V P) / (R T) = (25.2 л 101.3 кПа) / (8.31 лкПа/(мольК) 273 К) ≈ 1 моль

Так как получен 1 моль кислорода, это означает, что на катоде выделился 1 моль азота. Соответственно, исходный раствор AgNO3 разложился полностью, и его массовая доля равна 0%.

Итак, массовая доля вещества в растворе после электролиза равна 0%.