Задача 6. Через 15,2%-раствор сульфата цинка объемом в 10 мл и плотность в 1,28r/см проводили ток силой в 2A в течение 35 минут. Рассчитайте массовые доли компонентов раствора после электролиза.
Для начала напишем уравнения спиртового и молочнокислого брожения глюкозы: С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2 С6Н12О6 = 2СН3СН(ОН)СООН Теперь посчитаем, сколько глюкозы пошло на каждую реакцию. Сначала узнаем массу спирта в полученном растворе: m(спирта) = 3000*0.0026 = 7,8 г значит его всего: n(спирта) = 7,8/46 = 0.17 моль Значит глюкозы в 2 раза меньше (по уравнению), т.е. 0.085 моль m(глюкозы) = 0.085*180 = 15.3 г (пошло на спиртовое брожение) На молочнокислое брожение пошло 18-15.3 = 2.7 г Значит n(глюкозы) = 2.7/180 = 0.015 моль ( во второй реакции) Значит молочной кислоты выделилось в 2 раза больше n(кислоты) = 0.015*2 = 0.03 моль Поскольку диссоциирует только 10% кислоты, то значит что по количеству вещества это 0.003 моль. Для того, чтобы посчитать рН, необходимо знать концентрацию ионов водорода в растворе.Молочная кислота диссоциирует по схеме: СН3СН(ОН)СООН = СН3СН(ОН)СОО- + Н+ n(Н+) = n(кислоты) = 0.003 моль Концентрация ионов в нашем квасе примерно 0.001 моль/л (т.к. у нас 3 кг кваса, примем его плотность за 1, т.е. 3 л). Т.о. рН = -lg[H+] = -lg0.001 = 3 Кислотность кваса рН = 3
С6Н12О6 = 2С2Н5ОН + 2СО2
С6Н12О6 = 2СН3СН(ОН)СООН
Теперь посчитаем, сколько глюкозы пошло на каждую реакцию.
Сначала узнаем массу спирта в полученном растворе: m(спирта) = 3000*0.0026 = 7,8 г
значит его всего: n(спирта) = 7,8/46 = 0.17 моль
Значит глюкозы в 2 раза меньше (по уравнению), т.е. 0.085 моль
m(глюкозы) = 0.085*180 = 15.3 г (пошло на спиртовое брожение)
На молочнокислое брожение пошло 18-15.3 = 2.7 г
Значит n(глюкозы) = 2.7/180 = 0.015 моль ( во второй реакции)
Значит молочной кислоты выделилось в 2 раза больше n(кислоты) = 0.015*2 = 0.03 моль
Поскольку диссоциирует только 10% кислоты, то значит что по количеству вещества это 0.003 моль. Для того, чтобы посчитать рН, необходимо знать концентрацию ионов водорода в растворе.Молочная кислота диссоциирует по схеме:
СН3СН(ОН)СООН = СН3СН(ОН)СОО- + Н+
n(Н+) = n(кислоты) = 0.003 моль
Концентрация ионов в нашем квасе примерно 0.001 моль/л (т.к. у нас 3 кг кваса, примем его плотность за 1, т.е. 3 л).
Т.о. рН = -lg[H+] = -lg0.001 = 3
Кислотность кваса рН = 3
Считаем степени окисления всех элементов и определяем, кто ее меняет (напишу степени окисления в строчку):
-3 +1 +1 +7 -2 +1 +6 -2 = +1 +5 -2 +2 +6 -2 +1 + 6 -2 +1 -2
Видим, что степени окисления меняют P-3 и Mn+7
Полуреакции будут такими:
8 || MnO4- + 8H+ + 5e = Mn2+ + 4H2O
5 || PH3 + 4H2O = H3PO4 + 8H+ 8e
Т.е.
8MnO4- + 64H+ 5PH3 + 20H2O + 40e = 8Mn2+ + 24H2O + 5H3PO4 + 40H+ + 40e (жирным то, что сокращается)
8MnO4- + 24H+ 5PH3 = 8Mn2+ + 4H2O + 5H3PO4 (краткое ионное уравнение)
Полное ионное уравнение реакции:
8MnO4- + 8K+ + 24H+ 12SO4- + 5PH3 + = 8Mn2+ 8SO42- + 4H2O + 5H3PO4 + 8K+ + 4SO42-
И само уравнение принимает вид:
5PH3+8KMnO4+12H2SO4 = 5H3PO4+ 8MnSO4+4K2SO4+4H2O
Проверьте, правильно ли уравнено.