Раствор ацетата натрия массой 200 г подвергли электролизу с инертным анодом до полного разложения соли....

Для решения задачи по химии, где требуется определить массовую долю ацетата натрия в исходном растворе, нужно последовательно выполнить несколько шагов. Давайте подробно разберём их.

Шаг 1: Определение количества соляной кислоты

Сначала определим количество соляной кислоты, использованной для нейтрализации полученной щёлочи.

Дано:

• Объём ( V ) раствора HCl = 32,0 мл
• Массовая доля ( w ) HCl в растворе = 20%
• Плотность ( \rho ) раствора HCl = 1.14 г/мл

1. Найдём массу раствора HCl: [ m{\text{раствора}} = V \times \rho ] [ m{\text{раствора}} = 32.0 \, \text{мл} \times 1.14 \, \text{г/мл} = 36.48 \, \text{г} ]

2. Найдём массу HCl в растворе: [ m{\text{HCl}} = m{\text{раствора}} \times w ] [ m_{\text{HCl}} = 36.48 \, \text{г} \times 0.20 = 7.296 \, \text{г} ]

Шаг 2: Количество вещества соляной кислоты

Теперь определим количество вещества (( n )) HCl: [ n{\text{HCl}} = \frac{m{\text{HCl}}}{M{\text{HCl}}} ] где ( M{\text{HCl}} = 36.5 \, \text{г/моль} ) — молярная масса HCl.

[ n_{\text{HCl}} = \frac{7.296 \, \text{г}}{36.5 \, \text{г/моль}} = 0.2 \, \text{моль} ]

Шаг 3: Реакция нейтрализации

Реакция нейтрализации HCl и NaOH: [ \text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} ]

На 1 моль HCl требуется 1 моль NaOH. Следовательно, ( n{\text{NaOH}} = n{\text{HCl}} = 0.2 \, \text{моль} ).

Шаг 4: Электролиз ацетата натрия

При электролизе раствора ацетата натрия ((\text{CH}_3\text{COONa})) на инертном аноде происходит разложение соли, что приводит к образованию NaOH и продуктов окисления ацетат-иона:

[ 2 \text{CH}_3\text{COONa} + 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{NaOH} + 2 \text{CH}_3\text{COOH} + \text{H}_2 ]

Для образования 0.2 моль NaOH необходимо разложить 0.2 моль ацетата натрия.

Шаг 5: Масса ацетата натрия

Теперь вычислим массу ацетата натрия, исходя из его количества: [ M_{\text{CH}3\text{COONa}} = 82 \, \text{г/моль} ] [ m{\text{CH}3\text{COONa}} = n{\text{CH}3\text{COONa}} \times M{\text{CH}3\text{COONa}} ] [ m{\text{CH}_3\text{COONa}} = 0.2 \, \text{моль} \times 82 \, \text{г/моль} = 16.4 \, \text{г} ]

Шаг 6: Массовая доля ацетата натрия в исходном растворе

Массовая доля ацетата натрия (( w )) в исходном растворе рассчитывается как отношение массы ацетата натрия к общей массе раствора: [ w = \frac{m_{\text{CH}3\text{COONa}}}{m{\text{раствора}}} \times 100\% ] [ w = \frac{16.4 \, \text{г}}{200 \, \text{г}} \times 100\% = 8.2\% ]

Таким образом, массовая доля ацетата натрия в исходном растворе составляет 8.2%.

Для решения данной задачи необходимо использовать законы сохранения массы и заряда.

1. Сначала определим количество моль ацетата натрия, которое было в исходном растворе. Масса ацетата натрия = 200 г, молярная масса NaC2H3O2 (ацетата натрия) = 82 г/моль. Тогда количество моль ацетата натрия = 200 г / 82 г/моль = 2,44 моль.

2. При электролизе ацетата натрия происходит образование щелочи (NaOH) и кислоты (CH3COOH). Уравнение реакции электролиза будет следующим: 2CH3COONa + 2H2O -> 2CH3COOH + 2NaOH

3. Из уравнения видно, что на каждый моль ацетата натрия образуется 1 моль щелочи. Таким образом, количество моль NaOH = 2,44 моль.

4. Поскольку для нейтрализации образовавшейся щелочи использовали 32 мл 20% раствора соляной кислоты, то количество моль HCl = плотность объем / молярная масса = 1,14 г/мл 0,32 л * 0,20 / 36,5 г/моль = 0,012 моль.

5. Так как каждый моль HCl реагирует с одним молью NaOH, то количество моль NaOH = количество моль HCl = 0,012 моль.

6. Теперь определим массовую долю ацетата натрия в исходном растворе: Массовая доля = масса ацетата натрия / масса исходного раствора 100% = 200 г / (200 г + масса H2O) 100% = 200 г / (200 г + 2,44 моль 82 г/моль) 100% = 73,7%.

Итак, массовая доля ацетата натрия в исходном растворе составляет 73,7%.