Химия
8 класс
Вопрос
Раствор массой 224 г, содержащий 10 % калиевой соли предельной одноосновной карбоновой кислоты, подвергли полному электролизу в диафрагменном электролизере на инертных электродах. Газы, полученные на аноде, пропустили через раствор гидроксида бария и получили 39,4 г осадка. Установите формулу исходной соли и объемы образовавшихся на аноде газов. Напишите схемы процессов, протекающих на катоде и аноде.
Ответ
Электролиз протекает по схеме:
Катод (-): 2H2O+2ˉe→H2↑+2OH−.
Анод (+): 2CnH2n+1COO−−2ˉe→(CnH2n+1)2↑+2CO2↑.
2CnH2n+1COOK+2H2Oэлектролиз→(CnH2n+1)2↑+2CO2↑+2KOH+H2↑. (1)
При проведении этого процесса необходимо исключить соприкосновение выделяющегося на аноде CO2 с накапливающимся у катода раствором KOH, так как эти вещества реагируют между собой. По этой причине анодное пространство обязательно отделяют от катодного полупроницаемой диафрагмой, которая препятствует проникновению молекул CO2 в катодное пространство.
Таким образом, на аноде выделяются алкан и CO2; с гидроксидом бария реагирует только CO2:
Be(OH)2+CO2=BaCO3↑+H2O. (2)
Найдем массу соли в растворе и количество вещества CO2, вступившего в реакцию (2):
m(CnH2n+1COOK)=224г⋅0,1=22,4г;
n(BaCO3)=394г197г/моль=0,2моль;
n(CO2)=n(BaCO3)=0,2моль.
Установим формулу соли. Из уравнения (1):
n(CnH2n+1COOK)=n(CO2)=0,2моль;
M(CnH2n+1COOK)=22,4г0,2моль=112г/моль;
14n+84=112;n=2; формула соли - C2H5COOK.
Состав углеводорода - (CnH2n+1)2, т. е. C4H10.
Определим объемы газов:
n(C4H10)=n(C2H5COOK)2=0,1моль;
V(C4H10)=22,4л/моль⋅0,1моль=2,24л;
V(CO2)=22,4л/моль⋅0,2моль=4,48л.
Ответ: C2H5COOK;V(C4H10)=2,24л;V(CO2)=4,48л.