Каков выход по току, если масса катода увеличилась на 0,25 г после пропускания 0,5 А через раствор ZnSO4 в течение

Донна

17

Для решения данной задачи, давайте вспомним основные принципы, связанные с процессом электролиза.

Электролиз - это процесс, в ходе которого с использованием электрического тока происходит разложение вещества на ионы, перемещающиеся к аноду и катоду. В процессе электролиза на катоде выпадает металл, а на аноде происходит окисление или образование газа.

Теперь перейдем к схеме электролиза на цинковых электродах для раствора ZnSO4.

На аноде (положительный электрод) происходят окислительные процессы. В данном случае, окисление происходит следующим образом:

2H2O(l) → O2(g) + 4H+(aq) + 4э

То есть, на аноде происходит образование газа кислорода (O2), протонообмена и электрона.

На катоде (отрицательный электрод) происходят восстановительные процессы. В данном случае, процесс происходит следующим образом:

Zn2+(aq) + 2э → Zn(s)

То есть, на катоде ионы цинка (Zn2+) с протонами и электронами восстанавливаются в металлический цинк.

С учетом этой схемы электролиза, теперь мы можем решить задачу о выходе по току, если масса катода увеличилась на 0,25 г после пропускания 0,5 А через раствор ZnSO4 в течение 30 минут.

1. Найдем количество зарядов, проскочивших через цепь. Для этого воспользуемся формулой:

Q = I * t,

где Q - заряд (в кулонах), I - сила тока (в амперах), t - время (в секундах).

Так как время указано в минутах, переведем его в секунды:

t = 30 * 60 = 1800 секунд.

Теперь, подставим значения в формулу:

Q = 0,5 * 1800 = 900 Кл.

2. Для нахождения количества вещества, воспользуемся уравнением Нернста:

n = Q / F,

где n - количество вещества (в молях), Q - заряд (в кулонах), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).

Подставим значения в формулу:

n = 900 / 96485 ≈ 0,009 моль.

3. Найдем массу катода, увеличившуюся на 0,25 г.

Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль.

m = n * M,

где m - масса вещества (в граммах), n - количество вещества (в молях), M - молярная масса (в г/моль).

Подставим значения в формулу:

m = 0,009 * 65,38 ≈ 0,589 г.

Таким образом, масса катода увеличилась на 0,589 г.

Итак, мы получили, что масса катода увеличилась на 0,589 г.