Какова молярная концентрация катионов водорода и рН в конечном растворе объемом 1 л, если при электролизе водного раствора сульфата меди (II) до исчезновения голубой окраски масса катода увеличилась на 0,43 г?

Химия 11 класс Электролиз растворов молярная концентрация катионы водорода рН электролиз сульфат меди конечный раствор масса катода голубая окраска Новый

Для решения данной задачи, давайте разберем все шаги по порядку.

Шаг 1: Определение количества вещества меди

При электролизе сульфата меди (II) происходит восстановление ионов меди (Cu2+) на катоде. Увеличение массы катода связано с осаждением меди. Сначала нам нужно определить, сколько граммов меди осело на катоде.

Масса меди, осевшая на катоде, составляет 0,43 г. Теперь мы можем рассчитать количество вещества меди (n) с помощью формулы:

n = m / M

• где m - масса меди (0,43 г),
• M - молярная масса меди (Cu) примерно равна 63,5 г/моль.

Подставим значения:

n = 0,43 г / 63,5 г/моль ≈ 0,00677 моль.

Шаг 2: Определение количества катионов водорода

Во время электролиза воды (который тоже происходит в растворе) на аноде происходит окисление воды с образованием кислорода и ионов водорода (H+). Количество катионов водорода, образующихся в результате электролиза, будет равно количеству меди, осевшей на катоде, так как каждый ион меди (Cu2+) восстанавливается с участием двух электронов, а два иона водорода (H+) также получают два электрона.

Таким образом, количество катионов водорода также равно 0,00677 моль.

Шаг 3: Определение молярной концентрации катионов водорода

Теперь мы можем найти молярную концентрацию катионов водорода (C) в конечном растворе объемом 1 л:

C = n / V

• где n - количество вещества (0,00677 моль),
• V - объем раствора (1 л).

Подставим значения:

C = 0,00677 моль / 1 л = 0,00677 моль/л.

Шаг 4: Определение pH раствора

pH раствора можно вычислить с помощью формулы:

pH = -log[H+]

где [H+] - молярная концентрация катионов водорода.

Подставим значение концентрации:

pH = -log(0,00677) ≈ 2,17.

Итак, в заключение:

• Молярная концентрация катионов водорода в конечном растворе составляет 0,00677 моль/л.
• pH раствора равен примерно 2,17.