Химия

Растворение сплава в азотной кислоте

$Ag + 2HNO_3 = AgNO_3 + NO_2 + H_2O$,
$Cu + \underset {\: кислота \: концентрированная}{4HNO_3} = Cu(NO_3)_2 + 2NO_2 + 2H_2O$,
$3Ag + 4HNO_3 = 3AgNO_3 + NO + 2H_2O$,
$3Cu + \underset {\: кислота \: разбавленная}{8HNO_3} = 3Cu(NO_3)_2 + 2NO + 4H_2O$.

При электролизе в соответствии с положением металлов в ряду напряжений сначала будет выделяться серебро

на катоде: $Ag^{+} + e = Ag^{0}$,
на аноде: $2H_2O - 4 e = 4H + O_2$

или в молекулярной форме

$4AgNO_3 + 2H_2O = 4Ag + 4HNO_3 + O_2$,

а затем из раствора будет осаждаться медь

на катоде: $Cu^{2+} + 2e = Cu^{\circ}$;
на аноде: $2H_2O - 4e = 4H + O_2$

или в молекулярной форме

$2Cu(NO_3)_2 + 2H_2O = 2Cu + 4HNO_3 + O_2$.

Если в сплаве содержалось $x$ г-экв меди ($Э = 31,77$) и $y$ г-экв серебра ($Э = 107,87$), то масса сплава

$31,77x + 107,87y = 0,3725$. (1)

В ходе электролиза в медном кулонометре подверглось разложению $(x+y)$ г-экв, убыль массы воды пропорциональна количеству выделившейся в кулонометре меди, отсюда

$x + y = \frac{0,2313}{31,77} = 0,0072804$. (2)

Решая систему алгебраических уравнений (1) и (2), получаем

$x = 0,005425$ г-экв, или $5,425 \cdot 10^{-3} \cdot 31,77 = 0,1723$ г, $Cu$,
$y = 0,001855$ г-экв, или $1,855 \cdot 10^{-3} \cdot 107,87 = 2,0009$ г, $Ag$,

что соответствует содержанию в сплаве 46,3 % меди и серебра - 53,7 %.