Question

При электролизе водного раствора натриевой соли одноосновной карбоновой кислоты на аноде образовались газ и жидкость, содержащая 83,72% углерода по массе. Назовите неизвестную соль и напишите уравнение реакции электролиза.

Answer 1

Пусть формула кислоты RCOOH, где R - алкильный радикал.
Напишем уравнение электролиза:
2RCOONa + 2H2O = R-R + 2CO2 + 2NaOH + H2
Жидкостью является углеводород R-R.
Пусть его формула СхНу. Найдем его простейшую формулу:
х : у = w(C)/M(C) : w(H)/M(H) = 83,72/12 : 16,28/1 = 6,98 : 16,28 = 1 : 2,333 = 3 : 7.
Простейшая формула С3Н7. Под такую формулу подходит гексан С6Н14.
Значит исходной солью мог быть С3Н7СООNa (бутират натрия, либо 2-метилпропионат натрия).
2С3Н7СООNa + 2H2O = C6H14 + 2CO2 + 2NaOH + H2

Answer 2

Неизвестная соль – натриевый гидрокарбонат (NaHCO3).

Уравнение реакции электролиза:

2H2O + 2e- → H2↑ + 2OH-
2Na+ + 2OH- → 2NaOH
NaHCO3 → Na+ + HCO3-

На аноде происходит окисление ионов гидрокарбоната (HCO3-):
2HCO3- → CO2↑ + H2O + 2e-

Таким образом, на аноде образуется газ (углекислый газ) и жидкость, содержащая остаток ионов соли: Na+ и OH-. Состав жидкости можно вычислить следующим образом:

- массовая доля углерода в жидкости = 100% - массовая доля воды в жидкости - массовая доля NaOH в жидкости;
- массовая доля воды в жидкости = (масса воды) / (масса жидкости);
- массовая доля NaOH в жидкости = 40 / (40+23+16) ≈ 0,52 (это соответствует содержанию NaOH в жидкости примерно 7,3%).

Таким образом, массовая доля углерода в жидкости составляет:

100% - (2*1 + 16) / (2*1 + 16 + 40) - 0,073 ≈ 83,72%.