а) Какие электроды в каждой ванне будут использоваться для осаждения меди? б) Что можно сказать о массе меди, которая

Pylayuschiy_Drakon

39

Для ответа на ваш вопрос, давайте рассмотрим электролиз медного купрата (CuSO₄) в четырех ваннах, предполагая, что все они содержат одинаковую концентрацию раствора и одинаковые условия.

а) Для осаждения меди на электроды необходимо знать потенциалы электродов. В данном случае, медь имеет потенциал электрода, равный \(+0.34\) В, а свинец имеет потенциал электрода, равный \(-0.126\) В. Это означает, что медь будет осаждаться на положительном электроде (аноде), а свинец будет осаждаться на отрицательном электроде (катоде). Таким образом, ванна 1 будет использовать медные электроды (анод из меди), а ванна 2 будет использовать свинцовые электроды (катод из свинца).

Ванна 3 будет использовать медные электроды (анод из меди), так как медь имеет положительный потенциал электрода и будет осаждаться на аноде. Ванна 4 будет использовать свинцовые электроды (катод из свинца), так как свинец имеет отрицательный потенциал электрода и будет осаждаться на катоде.

б) Чтобы определить, сколько меди будет выделяться в каждой ванне за одинаковый промежуток времени, нам нужно учесть уравнение реакции электролиза и закон Фарадея.

Уравнение реакции электролиза для медного купрата (CuSO₄) можно записать следующим образом:
\[
Cu^{2+} + 2e^- → Cu
\]

Закон Фарадея говорит нам, что количество меди, осаждаемой на электроде, пропорционально количеству электричества, проходящего через электролит. Мы можем использовать это, чтобы определить массу меди, выделяющейся на электродах.

Масса меди (m) связана с количеством электричества (Q) и молярной массой меди (M) следующим образом:

\[
m = Q \cdot M
\]

Количество электричества (Q) мы можем выразить, используя уравнение реакции электролиза и составляя соотношение между зарядом (Q) и количеством осажденного вещества (n):

\[
Q = n \cdot F
\]

где \(F\) - постоянная Фарадея, электрохимическая константа, равная \(96500\) Кл/моль.

Теперь, зная эти соотношения, мы можем определить, сколько меди будет выделяться в каждой ванне за одинаковый промежуток времени.

Для ванн 1 и 3, где используются медные электроды, количество меди (n) будет определяться количеством электричества (Q), проходящего через электролит. Количество электричества (Q) зависит от заряда (Q) и количества электричества, проходящего через электролит:

\[
Q = I \cdot t
\]

где \(I\) - сила тока в амперах (A) и \(t\) - время в секундах (с).

Для ванн 2 и 4, где используются свинцовые электроды, нам нужно учесть, что свинец имеет двухвалентность. То есть для осаждения одного атома меди потребуется два электрона, поэтому количество меди (n) будет вдвое меньше, чем количество электричества (Q).

Таким образом, чтобы определить массу меди, выделяющейся в каждой ванне за одинаковый промежуток времени, нам необходимо знать силу тока (I) и время (t).

Обратите внимание, что эта информация общая, и чтобы предоставить конкретные численные значения для каждой ванны, необходимо знать силу тока и время.

Надеюсь, эта информация поможет вам лучше понять процесс осаждения меди в электролизе и ответить на ваши вопросы. Если у вас все еще остались вопросы, не стесняйтесь задавать!