Химия

Запишем схему электролиза:

$NaNO_{3} \leftrightarrow Na^{+} + NO_{3}^{-}$
$4H_{2}O \leftrightarrow 4H^{+} + 4OH^{-}$
(-) Катод Анод (+)
$Na^{+}$ $NO_{3}^{-}$
$4H^{+} + 4e = 2H_{2} \uparrow$ $OH^{-} - 4e = O_{2} \uparrow + 2H_{2}O$

При электролизе водного раствора $NaNO_{3}$ происходит электролитическое разложение воды, масса самой соли в растворе не изменяется, но уменьшается масса растворителя - воды, ионы которой разряжаются, и поэтому увеличивается конценграция растворенной соли. Решение задачи сводится к определению количества разложившейся воды и к пересчету концентрации раствора.

Из приведенной схемы электролиза следует уравнение электролитического разложения воды: $2H_{2}O = 2H_{2} + O_{2}$

Теперь мы должны найти количество молей кислорода:

$n = \frac{pV}{RT} = \frac{1,24 \cdot 10^{5} Па \cdot 10^{8} м^{3}}{8,314 \frac{Дж}{моль \cdot К} \cdot 298 К} = 4 моль$.

Следовательно, электролитическому разложению подвергли 8 моль $H_{2}O$, т.е. $8 \cdot 18= 144 г H_{2}O$.

По определению массовой доли находим, что исходный раствор содержал 50 г $NaNO_{3}$. После электролиза массовая доля соли составит:

$\omega (NaNO_{3}) = \frac{50г}{1000 г - 144 г} 100 \text{ %} = 5,8 \text{ %}$
Ответ: 5,8% $NaNO_{3}$.