Какое вещество и в каком количестве было внесено в яйцо?

Так как соль неизвестного металла подвергалась электролизу, то она растворима. Это отметает варианты внесения нерастворимых сульфидов и селенидов кадмия. Был внесён нитрат или ацетат кадмия. Анион определяется из двух качественных наблюдений. Первое: барий показывает отсутствие карбонатов, сульфатов, фторидов и фосфатов. Второе – графики электролиза нитрата серебра и жижи, обработанной нитратом серебра, имеет одинаковый начальный отрезок. Это указывает на присутствие серебра в ионном виде, то есть отсутствие ионов-осадителей. Растворимыми являются нитрат серебра, серебряные соли органических кислот.

Неизвестный металл и его количество определяются из данных электролиза. Разницы в массе почти точно в два раза для электролиза серебра и неизвестного металла (на отрезках до первого излома, то есть примерно по 190 секунд каждый) указывает на различие либо атомных масс в два раза (при одинаковой валентности), либо валентности в два раза (при одинаковой или близкой атомной массе). В первом случае подходящих элементов нет. Во втором – подходят кадмий и палладий.

Количество кадмия рассчитывается из данных второго графика. Начальный отрезок (до 181 секунды) соответствует электролизу серебра, взятого в избытке. Отрезок от 181 до 567,5 секунды – электролизу кадмия. Проведём расчёт

m = M_r*I*t/2*F = 112*0,5*386,5/2*96484 = 0,112 г (металла)

или 0,001 моль соли

Если соль – нитрат, то её масса равна 0,236 г

Если соль – ацетат, то её масса равна 0,230 г

Принимаются и другие ответы, если они удовлетворяют растворимости соответствующих солей кадмия и серебра.

Опишите процессы, происходившие в яйце. Приведите уравнения реакций.

В яйце началось гниение белка и начал выделяться сероводород. Сероводород реагировал с ионами кадмия, образуя коллоидный сульфид кадмия, стабилизированный белком (как за счёт тиольных групп, так и за счёт вязкости раствора белка) При добавлении нитрата серебра или соли меди образовывались сульфид серебра и меди соответственно. (так как они существенно менее растворимы чем сульфид кадмия). Жижа приобретала чёрный цвет. Цинк и барий не вытесняют кадмий из его солей. Барий, помимо прочего, свидетельствует об отсутствии карбонатов и сульфатов (а также фосфатов, фторидов и силикатов)

Белок -> сероводород (приведшие реакцию распада цистеина получают дополнительный балл)

H₂S + Cd²⁺ => CdS + 2H⁺

CdS + CuSO₄ => CuS + CdSO₄

CdS + 2AgNO₃ => Ag₂S + Cd(NO₃)₂

Почему жижа светилась под действием ультрафиолета?

Частицы сульфида кадмия – квантовые точки, способны флуоресцировать под действием ультрафиолетового излучения. Поэтому полученный раствор светился.

Насколько однородны частицы, ответственные за свечение? Как они называются? Ответ поясните.

Частицы называются квантовые точки. В данном случае, они скорее всего достаточно крупные и однородные. Связано это с тем, что в процессе гниения сероводород выделяется очень медленно. Поэтому вероятнее не образование новых частиц, а рост уже зародившихся. От агрегации и оседания их защищает белок яйца, содержащий множество тиольных групп.

Удалась бы затея Мориарти, если бы он использовал соли ртути? Ответ поясните.

Скорее всего, удалась бы. Соли ртути очень сильные консерванты и яйцо не испортится. Хотя ионы ртути прочно связываются яичным белком (сырое яйцо – первое средство при попадании солей ртути в желудок), при переваривании последнего ферментами они освободятся.