4. Напишите уравнения реакций, происходящих на электродах и суммарные реакции при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами. Рассчитайте количество электричества, необходимое для выделения на катоде 20 г вещества при электролизе расплава и раствора.

Уравнение реакции на катоде при электролизе можно записать следующим образом:

2 Na+ + 2 e- → 2 Na

Уравнение реакции на аноде при электролизе соли Na2S с инертными электродами можно записать так:

2 Cl- → Cl2 + 2 e-

Общая суммарная реакция при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами выглядит следующим образом:

2 Na2S (расплав или раствор) + 2 Cl- (раствор) → 4 Na (на катоде) + Cl2 (на аноде) + 2 S2- (раствор)

Теперь рассчитаем количество электричества, необходимое для выделения на катоде 20 г вещества при электролизе расплава и раствора.

1. Переведём массу вещества (20 г) в количество вещества с помощью молярной массы. Молярная масса Na составляет примерно 22,99 г/моль, поэтому количество молей вещества составляет:

количество молей = масса / молярная масса = 20 г / 22,99 г/моль ≈ 0,870 моль

2. Исходя из суммарного уравнения реакции, видим, что на катоде выделяется по 4 моль Na на каждые 2 моль Na2S. Значит, для выделения 0,870 моль Na необходимо:

количество электричества = 0,870 моль Na × (1 моль электричества / 4 моль Na) = 0,218 моль электричества

3. Для пересчёта молярных моль в количество электричества используем формулу:

количество электричества = количество молей × заряд электрона × Фарадаева постоянная

Фарадаева постоянная равна примерно 96500 Кл/моль (Кулон на моль), а заряд электрона равен примерно 1,602 × 10^-19 Кл.

количество электричества = 0,218 моль × 1,602 × 10^-19 Кл/эл × 96500 Кл/моль ≈ 3,34 Кл

Таким образом, для выделения 20 г вещества при электролизе расплава и раствора соли Na2S с инертными электродами необходимо приложить примерно 3,34 Кл электричества.