Дано:
Масса раствора хлората ртути (II) = 320 г
Концентрация начального раствора HgCl2 = 9,7%
Уменьшение массы раствора = 28 г
Найти:
1. Массовые доли соединений в растворе после окончания электролиза.
2. Массы веществ, выделившихся на инертных электродах.
Решение с расчетом:
1. Найдем количество вещества HgCl2 в исходном растворе:
n(HgCl2) = масса / молярная масса
n(HgCl2) = 320 г / (200,59 г/моль)
n(HgCl2) ≈ 1,595 моль
2. Определим количество пройденного заряда, который можно выразить через изменение массы раствора:
Δm = Q * M / (n * F)
где Δm - изменение массы, M - молярная масса вещества, Q - количество заряда, n - количество вещества, F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль)
Δm = 28 г
Q = Δm * n * F / M
Q = 28 г * 1,595 моль * 96500 Кл/моль / 200,59 г/моль
Q ≈ 860000 Кл
3. Используя уравнение электролиза, найдем массы веществ, выделившихся на инертных электродах:
2HgCl2 -> 2Hg + Cl2
m(Cl2) = Q * M_Cl2 / (2 * F)
m(Cl2) = 860000 Кл * 70,906 г/моль / (2 * 96500 Кл/моль)
m(Cl2) ≈ 37,8 г
m(Hg) = Q * M_Hg / (2 * F)
m(Hg) = 860000 Кл * 200,59 г/моль / (2 * 96500 Кл/моль)
m(Hg) ≈ 178,4 г
4. Рассчитаем массовые доли соединений в растворе после окончания электролиза:
Массовая доля HgCl2 = (масса HgCl2 после электролиза) / (общая масса раствора после электролиза)
Массовая доля HgCl2 = (320 г - 178,4 г) / (320 г - 28 г)
Массовая доля HgCl2 ≈ 0,61 или 61%
Массовая доля Hg = (178,4 г) / (320 г - 28 г)
Массовая доля Hg ≈ 0,64 или 64%
Ответ:
1. Массовая доля HgCl2 в растворе после окончания электролиза ≈ 61%
Массовая доля Hg в растворе после окончания электролиза ≈ 64%
2. Масса выделившегося хлора (Cl2) ≈ 37,8 г
Масса выделившегося ртути (Hg) ≈ 178,4 г