При электролизе раствора, содержащего 585 г хлорида натрия, было получено 100 л (н. у.) хлора. Вычислите выход реакции в процентах от теоретически возможного.
Для решения данной задачи давайте сначала определим теоретически возможное количество хлора, которое можно получить из 585 г хлорида натрия (NaCl) при электролизе.
Рассчитаем число молей NaCl: Молярная масса NaCl:
- Na (натрий) = 23 г/моль
- Cl (хлор) = 35,5 г/моль
- Таким образом, M(NaCl) = 23 + 35,5 = 58,5 г/моль.
Теперь найдем количество молей NaCl в 585 г: \[ n(NaCl) = \frac{585 \text{ г}}{58,5 \text{ г/моль}} = 10 \text{ моль}. \]
Определим количество хлора, которое можно получить: При электролизе раствора NaCl хлор выделяется по следующему уравнению: \[ 2NaCl \rightarrow 2Na + Cl_2. \] Из одного моля NaCl образуется 0,5 моля Cl₂. Таким образом, из 10 моль NaCl мы получим: \[ n(Cl_2) = 10 \text{ моль} \times 0,5 = 5 \text{ моль}. \]
Переведем количество моль Cl₂ в объем: При нормальных условиях (н. у.), 1 моль газа занимает 22,4 литра, поэтому: \[ V(Cl_2) = n(Cl_2) \times 22,4 \text{ л/моль} = 5 \text{ моль} \times 22,4 \text{ л/моль} = 112 \text{ л}. \]
Рассчитаем выход реакции: Фактический объем полученного хлора составляет 100 л. Теперь найдем выход реакции в процентах: \[ \text{Выход} = \left(\frac{V_{\text{факт}}}{V_{\text{теор}}} \times 100\%\right) = \left(\frac{100 \text{ л}}{112 \text{ л}} \times 100\%\right) \approx 89,29\%. \]
Таким образом, выход реакции хлора при электролизе хлорида натрия составил приблизительно 89,29%.
