Какое количество серебра образуется на катоде, и какое вещество и в каком количестве выделяется на аноде при проведении

Папоротник

12

Для решения этой задачи, нам необходимо использовать законы электролиза. В электролизе металлического раствора AgNO3, серебро выделяется на катоде, а на аноде выделяется вещество, окисляющееся.

Сначала найдем количество заряда, протекшего через раствор за 30 минут. Используем формулу:
\(Q = I \cdot t\),
где
\(Q\) - заряд, измеренный в Кулонах (Кл),
\(I\) - сила тока, измеренная в Амперах (А),
\(t\) - время, измеренное в секундах (с).

Переведем время из минут в секунды: \(t = 30 \cdot 60 = 1800\) с.

Подставим известные значения в формулу:
\(Q = 6 \cdot 1800 = 10800\) Кл.

Затем воспользуемся законом Фарадея, чтобы найти количество серебра, образующегося на катоде.

Закон Фарадея гласит, что количество металла, осажденного или растворенного на электроде, прямо пропорционально количеству прошедших через него кулонов.

Мы знаем, что 1 моль эквивалентов серебра соответствует 1 Фарадею или 96 485 Кл заряда.
Таким образом, чтобы найти количество серебра в физической массе, нам нужно разделить заряд на количество Фарадеев, а затем умножить на молярную массу серебра (\(Ag\)), которая равна 107,87 г/моль.

\[\text{Количество серебра} = \frac{Q}{\text{количество Фарадеев}} \cdot \text{молярная масса серебра}\]

Подставим значения:
\[\text{Количество серебра} = \frac{10800}{96485} \cdot 107,87 = 12,07 \text{ г}\]

Теперь давайте рассмотрим процесс на аноде. В растворе AgNO3 вода (H2O) распадается на ионы водорода (H+) и кислорода (O2). Они выделяются на аноде.

Уравнение реакции на аноде: \(2H2O \rightarrow O2 + 4H^+ + 4e^-\)

Из уравнения видно, что на каждые 4 электрона получается 1 молекула \(O2\).

Зная силу тока и время, мы уже вычислили количество заряда, которое протекло через раствор. А это значит, что количество электронов также известно. В данном случае оно равно 10800 электронов.

Таким образом, на аноде выделяется половина этого количества молекул \(O2\), т.е.
\[\frac{1}{2} \cdot \frac{10800}{4} = 1350 \text{ молекул } O2\]

Итак, ответ на задачу: на катоде образуется 12,07 г серебра, а на аноде выделяется 1350 молекул \(O2\).