Масса брома на аноде и масса 40%-ного р-ра бромида натрия, подвергшегося электролизу, если выделилось 2,24 л газа (н. у)
Как решить задачу?
Как решить задачу?
Действительно, как решать, если условие задачи приведено лишь частично? Из условия были выкинуты как бы малосущественные детали. Во-первых, не было указано, на каком электроде выделился газ объемом 2,24 л. Надо понимать, что этим электродом был катод?
Во-вторых, не было сказано, что этот газ выделился в результате ПОЛНОГО электролиза раствора бромида натрия.
Соль бромид натрия NaBr образована сильным основанием NaОН и слабой кислотой HBr, поэтому в водном растворе подвергнется гидролизу. Реакция среды протекания электролиза будет щелочная рН > 7.
Br(-) + HOH = OH(-) + HBr (рН > 7 – среда щелочная)
Анодный процесс.
При электролизе солей растворов, содержащих в своем составе анион Br(-), на аноде происходит электрохимическое окисление аниона
Анод (+) Br(-) - 2е = Br2↑
Катодный процесс
Натрий относится к тем металлам в электрохимическом ряду напряжений, которые не восстанавливаются из РАСТВОРОВ их солей.
Следовательно, на катоде будет протекать процесс электрохимического восстановления воды с выделением водорода.
Катод (–) 2Н2О + 2е (-) = Н2↑ + 2ОН (-) (рН > 7 – среда щелочная)
Тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора бромида натрия.
Анод (+) 2Br(-) - 2е = Br2↑ | 1 - окисление
Катод (–) 2Н2О + 2е (-) = Н2↑ + 2ОН (-)| 1 – восстановление
Суммарно
2Br(-) + 2H2O = Br2↑ + H2↑ + 2OH(-)
Уравнение электролиза в молекулярном виде.
2NaBr + 2H2O = Br2↑ + H2↑ + 2NaOH
Количество вещества выделившегося на катоде водорода.
n(H2) = V(H2)/Vm = 2,24/22,4 = 0,1 моль
Согласно уравнению реакции на один моль выделившегося водорода приходится один моль выделившегося брома.
Тогда
n(Br2) = n(H2) = 0,1 моль
Масса выделившегося на аноде брома
m(Br2) = n(Br2)*M(Br2) = 0,1*160 = 16 г
В результате ПОЛНОГО электролиза бромида натрия все ионы Br(-), содержащиеся в растворе, были окислены.
Согласно уравнению реакции на один моль выделившегося брома приходится два моль подвергшегося электролизу бромида натрия.
n(NaBr) = 2n(Br2) = 2*0,1 = 0,2 моль
Масса растворенного вещества бромида натрия в растворе до электролиза.
m(NaBr) = n(NaBr)*M(NaBr) = 0,2*103 = 20,6 г
Масса 40% раствора бромида натрия, подвергшаяся электролизу
m(NaBr)р-ра = [m(NaBr)/w(NaBr)]*100% = [20,6/40]*100 = 51,5 г