Каков будет вес вещества, синтезированного в растворе при проведении электролиза раствора FeSO4 в течение 5 часов

Lelya

13

Для решения данной задачи нам необходимо использовать законы электролиза и формулы, связанные с этим процессом. Давайте рассмотрим каждый шаг подробно.

Шаг 1: Найдем количество зарядов(Q), прошедших через раствор во время электролиза. Для этого мы используем формулу:
\[Q = I \cdot t\]
где I - сила тока (в амперах), а t - время (в секундах). В данной задаче нам дана сила тока 50 A и время 5 часов, которое нужно преобразовать в секунды.
\[5 \, \text{часов} = 5 \cdot 60 \cdot 60 = 18000 \, \text{секунд}\]
\[Q = 50 \cdot 18000 = 900000 \, \text{Кл}\]

Шаг 2: Рассчитаем количество перенесенных электронов(n). Для молекулы FeSO4 необходимо 2 электрона, чтобы перейти в состояние Fe^2+ и SO4^2-. Следовательно, n = 2.
\[n = 2 \, \text{электрона}\]

Шаг 3: Определим мольную массу FeSO4. Масса FeSO4 составляет 151,91 г/моль.

Шаг 4: Используем формулу, чтобы найти количество вещества, синтезированного при электролизе:
\[m = \frac{{Q \cdot M}}{{n \cdot F}}\]
где m - масса вещества (в граммах), Q - количество зарядов (в кулонах), M - мольная масса вещества (в г/моль), n - количество перенесенных электронов (безразмерная величина), а F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Подставим известные значения:
\[m = \frac{{900000 \cdot 151,91}}{{2 \cdot 96500}} \approx 697,48 \, \text{г}\]

Таким образом, масса вещества, синтезированного в растворе при проведении электролиза раствора FeSO4 в течение 5 часов при силе тока 50 A и КПД 80%, составляет около 697,48 грамма.