Через 12,0%-ный раствор бромида меди (II) массой 150 г, находящийся в электролизеры пропускали некоторое время электрический ток. Ток отключили после того, как на катоде выделилось 3,20 г меди. Раствор перелили в колбу, выпарили и сухой остаток растворили в воде таким образом, что объем раствора стал равным 250 мл. Вычислите молярную концентрацию соли в этом растворе.
Шаг 1: Найдите количество молей меди, выделенной на катоде.
Для этого используем уравнение электролиза:
Cu^2+(aq) + 2e^- -> Cu(s)
Моль меди, выделенной на катоде, можно найти с использованием формулы:
моль = масса / молярная масса
молярная масса меди (Cu) составляет примерно 63,55 г/моль.
Таким образом, количество молей меди, выделенной на катоде, равно:
3,20 г / 63,55 г/моль = 0,0504 моль
Шаг 2: Найдите количество молей бромида меди (II), содержащихся в растворе перед электролизом.
Масса бромида меди (II) составляет 150 г и концентрация равна 12,0% (это означает, что в 100 мл раствора содержится 12 г соли).
Масса бромида меди (II), содержащаяся в растворе, равна:
150 г * 0,12 = 18 г
Количество молей можно найти с использованием формулы:
моль = масса / молярная масса
Молярная масса бромида меди (II) составляет примерно 187,56 г/моль.
Таким образом, количество молей бромида меди (II), содержащихся в растворе перед электролизом, равно:
18 г / 187,56 г/моль = 0,0959 моль
Шаг 3: Найдите количество молекул бромида меди (II), содержащихся в растворе перед электролизом.
Чтобы найти количество молекул, умножьте количество молей на постоянную Авогадро (6,022 × 10^23 молекул/моль).
Таким образом, количество молекул бромида меди (II), содержащихся в растворе перед электролизом, равно:
0,0959 моль * 6,022 × 10^23 молекул/моль = 5,7784 × 10^22 молекул
Шаг 4: Найдите молярную концентрацию бромида меди (II) в растворе после выпаривания.
Молярная концентрация вычисляется по формуле:
молярная концентрация = количество молей растворенного вещества / объем раствора
Количество молей бромида меди (II), содержащихся в растворе после выпаривания, равно количеству молекул, найденных в шаге 3, разделенному на постоянную Авогадро (6,022 × 10^23 молекул/моль):
молярная концентрация = (5,7784 × 10^22 молекул) / (6,022 × 10^23 молекул/моль) = 0,0959 моль/л
Таким образом, молярная концентрация бромида меди (II) в растворе после выпаривания составляет 0,0959 моль/л.