Question

При разложении пероксида водорода одни атомы кислорода отдают электроны и являются восстановителями, а другие — присоединяют и являются окислителями. Каким числом электронов обменялись атомы кислорода, если полностью разложилось 1,50 дм3 раствора с массовой долей пероксида водорода 30 % и плотностью 1,08 г/см3?

Answer 1

Дано:  
Объем раствора (V) = 1,50 дм3 = 1500 см3  
Массовая доля пероксида водорода (w(H2O2)) = 30 %  
Плотность раствора (d) = 1,08 г/см3  

Найти:  
Число электронов, которыми обменялись атомы кислорода.

Решение:  
1. Рассчитаем массу раствора:  
m раствора = V * d = 1500 см3 * 1,08 г/см3 = 1620 г

2. Рассчитаем массу пероксида водорода в растворе:  
m(H2O2) = w(H2O2) * m раствора = 0,30 * 1620 г = 486 г

3. Найдем количество вещества пероксида водорода:  
Молярная масса H2O2 = 2 * 1,008 г/моль + 2 * 16,00 г/моль = 34,016 г/моль  
n(H2O2) = m(H2O2) / M(H2O2) = 486 г / 34,016 г/моль ≈ 14,28 моль

4. Уравнение разложения пероксида водорода:  
2 H2O2 → 2 H2O + O2  
Из уравнения видно, что 2 моля пероксида водорода дают 1 моль кислорода.

5. Рассчитаем количество молей кислорода, образующегося при разложении:  
n(O2) = (1/2) * n(H2O2) = (1/2) * 14,28 моль ≈ 7,14 моль

6. В процессе разложения один атом кислорода восстанавливается, а другой окисляется. Каждый атом кислорода при передаче электрона взаимодействует с одним электроном. Поскольку в образующемся O2 два атома кислорода обмениваются электронами, общее количество электронов будет равно количеству атомов кислорода:

Количество атомов кислорода = 2 * n(O2) = 2 * 7,14 моль = 14,28 моль

7. Переведем количество молей электронов в число электронов (используя число Авогадро):  
N(e-) = 14,28 моль * 6,022 * 10^23 1/моль ≈ 8,59 * 10^24 электронов

Ответ:  
Число электронов, которыми обменялись атомы кислорода, составляет примерно 8,59 * 10^24 электронов.