Через 50 г 10%-го раствора сульфата натрия некоторое время пропускали ток. когда процесс прервали, объем выделившегося на аноде газа составил 10 л (давление 1 атм, температура 20 °с). найти массовую долю сульфата натрия в растворе после прекращения электролиза.​

Для решения данной задачи, нам необходимо воспользоваться законом Фарадея, который устанавливает зависимость между количеством вещества, прошедшего через электролит при электролизе, и количеством заряда, прошедшего через раствор.

Первым шагом необходимо определить количество заряда, прошедшего через раствор сульфата натрия. Для этого воспользуемся формулой:

Q = It,

где Q - количество заряда (в кулонах), I - сила тока (в амперах), t - время действия тока (в секундах).

Дано, что время действия тока составило некоторое время, но его значение не указано в задаче. Поэтому в дальнейших расчетах будем считать, что время действия тока равно 1 секунде. Это не влияет на итоговый результат, так как мы ищем массовую долю сульфата натрия, которая не зависит от времени действия тока.

Далее подставим известные данные в формулу:

Q = (1 A) * (1 s) = 1 C.

Теперь, зная количество заряда, прошедшего через раствор, мы можем рассчитать количество вещества сульфата натрия, которое претерпело электролиз.

Для этого в нашем случае применим следующую формулу:

n = Q / F,
где n - количество вещества (в молях), Q - количество заряда (в кулонах), F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль).

Подставляем известные значения:

n = 1 C / 96 485 Кл/моль = 1.04 * 10^-5 моль.

Теперь имея количество вещества сульфата натрия, которое претерпело электролиз, мы можем рассчитать массу сульфата натрия.

Молярная масса сульфата натрия, Na2SO4, составляет 142 г/моль.

m = n * M,
где m - масса вещества (в граммах), n - количество вещества (в молях), M - молярная масса вещества (в г/моль).

Подставляем известные значения:

m = (1.04 * 10^-5 моль) * (142 г/моль) = 1.47 * 10^-3 г.

Теперь имея массу сульфата натрия, которая претерпела электролиз, исходим из предположения, что сульфат натрия не участвует в электролизе и не подвергается изменениям во время протекания реакции. Тогда мы можем рассмотреть закон сохранения массы, который гласит, что масса вещества до и после реакции остается неизменной.

Таким образом, массовая доля сульфата натрия в растворе после прекращения электролиза будет равна:

масса сульфата натрия / масса раствора.

Общая масса раствора равна массе вещества плюс массе растворителя. По условию задачи, 50 г раствора содержат 10 г сульфата натрия и 40 г растворителя (воды). То есть:

масса раствора = масса вещества + масса растворителя = 10 г + 40 г = 50 г.

Теперь можем рассчитать массовую долю:

массовая доля сульфата натрия = масса сульфата натрия / масса раствора = (1.47 * 10^-3 г) / (50 г) ≈ 0.03%.

Таким образом, массовая доля сульфата натрия в растворе после прекращения электролиза составляет около 0.03%.