Как долго необходимо пропускать ток силой 1 А через 80 мл 0,1 М раствора, чтобы восстановить все трехвалентное железо

Маня_3749

59

Для решения этой задачи нам необходимо использовать знания по химии и электрохимии.

1. Известные данные:
* Сила тока, \( I = 1 \, A \)
* Объем раствора, \( V = 80 \, мл \) (необходимо перевести в литры: \( V = 0.08 \, л \))
* Концентрация раствора, \( c = 0.1 \, М \)
* Известно, что ионы трехвалентного железа (Fe\(^{3+}\)) должны быть преобразованы в ионы двухвалентного железа (Fe\(^{2+}\))

2. Нахождение количества трехвалентного железа:
* Начнем с того, что нам нужно определить количество моль трехвалентного железа в растворе. Для этого мы воспользуемся формулой:
\[ n = c \times V \]
Подставляя известные значения, получаем:
\[ n = 0.1 \, М \times 0.08 \, л = 0.008 \, моль \, Fe^{3+} \]

3. Рассмотрим процесс восстановления Fe\(^{3+}\) до Fe\(^{2+}\):
* Одним из способов восстановления трехвалентного железа до двухвалентного является использование электролиза. Электролиз приводит к переходу электронов от анода к катоду через раствор, что приводит к превращению Fe\(^{3+}\) в Fe\(^{2+}\).

4. Расчет времени электролиза:
* Теперь мы можем найти время, необходимое для пропускания тока через раствор для полного превращения трехвалентного железа в двухвалентное. Для этого используем формулу:
\[ Q = n \times F \]
где \( Q \) - количество электричества, а \( F \) - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).
* Подставляем известные значения:
\[ Q = 0.008 \, моль \times 96485 \, Кл/моль = 771.88 \, Кл \]
* Теперь можем найти время:
\[ t = \frac{Q}{I} = \frac{771.88 \, Кл}{1 \, A} = 771.88 \, секунд \]

Итак, для того чтобы восстановить все трехвалентное железо до двухвалентного, необходимо пропускать ток силой 1 A через 80 мл 0.1 М раствора в течение \( 771.88 \, секунд \), или около \( 12 \, минут и 51 \, секунду \).