Question

При электролизе 1 л водного раствора натриевой соли одноосновной карбоновой кислоты (пл.1,2 г/мл, массовая доля 8%) выделилась смесь газов с плотностью по гелию 9,25. Определите неизвестную соль и рассчитайте массовую долю вещества, оставшегося в растворе, если исходная соль прореагировала полностью.

Answer 1

Запишем уравнение реакции электролиза раствора соли:
2R-СООNа + 2Н2О (эл.ток)→Н2↑ + 2СО2↑ +R-R↑ +2NаОН
Всего на катоде и аноде выделилось 4 объема газов.
Найдем молярную массу смеси и запишем формулу средней молярной массы этой газовой смеси:
M(смеси)=D(Не)×М(Не)=9,25×4=37 г/моль;
M(смеси)=m(см.)/ν(см.)
M(см.)=(m(Н2)+m(СО2)+m(R-R))/(ν(Н2)+ν(СО2)+ν(R-R))
37=(1×2+2×44+1×(R-R))/4
Решив это уравнение, определим массу радикала R, равную 29.
Радикал имеет формулу СnН2n+1.
12n+2n+1=29,   n=2. Следовательно, исходная соль- пропионат натрия.
Запишем уравнение реакции электролиза раствора пропионата натрия:
2С2Н5-СООNа + 2Н2О (эл.ток)→Н2↑ + 2СО2↑ +С4Н10↑ +2NаОН
Так как исходная соль прореагировала полностью, значит в растворе осталась щелочь и надо найти ее массовую долю:
w(NаОН)=m(NаОН)/(m(р-ра соли)-m(Н2)-m(СО2)-m(С4Н10)  (1)
Найдем массу раствора пропионата натрия, массу соли и ее количество:
m(С2Н5-СООNа)(р-ра)=V×ρ=1000 мл×1,2 г/мл=1200 г,
m(С2Н5-СООNа)=(8%×1200 г)/100%=96 г,
ν(С2Н5-СООNа)=m/M=96 г/96 г/моль=1 моль.
Составляем количественные соотношения между пропионатом натрия и веществами, находящимися в правой части уравнения. Находим их количества и массы. Подставляем в уравнение (1): ν(С2Н5-СООNа): ν(Н2)=2:1, ν(Н2)=0,5 моль,m(Н2)=1 г;
ν(С2Н5-СООNа): ν(СО2)=2:2, ν(СО2)=1 моль, m(СО2)=44 г;
ν(С2Н5-СООNа): ν(С4Н10)=1:1, ν(С4Н10)=1 моль, m(С4Н10)=58 г;
ν(С2Н5-СООNа): ν(NаОН)=2:2, ν(NаОН)=1 моль, m(NаОН)=40 г;
w(NаОН)=40/(1200-1-44-58)=0,0365=3,65%.
Ответ: СН3СН2СООNа; w(NаОН)=3,65%.