Сколько серебра было отложено на катоде при электролизе водного раствора нитрата серебра с зарядом

Музыкальный_Эльф

7

Электролиз водного раствора нитрата серебра представляет собой процесс, при котором приложенная электрическая сила тока разлагает раствор на его составные элементы. Для решения этой задачи, нам понадобятся формулы и данные.

Сначала нужно определить количество заряженных частиц, которые были выделены на катоде. Поскольку раствор нитрата серебра содержит ионы серебра (Ag+) и ионы нитрата (NO3-), нам нужно узнать, какие из них будут реагировать при электролизе.

В обычной ситуации, при отсутствии электрического поля, ионы серебра и ионы нитрата находятся в растворе вместе и не реагируют друг с другом. Однако, при электролизе, катод притягивает положительные ионы, анод - отрицательные ионы. Поэтому на катоде происходит реакция восстановления, в результате чего ионы серебра превращаются в элементарное серебро.

Электролиз водного раствора нитрата серебра можно описать следующей реакцией:

2Ag+ + 2e- -> 2Ag

Это означает, что два положительных иона серебра (Ag+) принимают по два электрона (2e-) с катода и образуют два атома серебра (Ag). Поэтому каждые два принятых электрона соответствуют образованию одной молекулы элементарного серебра (Ag).

Теперь рассмотрим связь между электрическим зарядом (Q), выраженным в кулонах (C), и количеством переданных зарядовых частиц. Эта связь определяется формулой:

Q = n * F,

где Q - электрический заряд, n - количество переданных зарядовых частиц, F - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль.

Теперь мы можем записать связь между количеством принятых электронов и количеством образовавшихся атомов серебра:

n = (Q / (2 * F)),

где n - количество образовавшихся атомов серебра, Q - заданный заряд, F - постоянная Фарадея.

Теперь, когда у нас есть формула, мы можем перейти к вычислениям. Предположим, что заданный заряд составляет Q = 1 Кл.

n = (1 / (2 * 96485)) = 5.19 x 10^-6 моль.

Так как каждые два принятых электрона соответствуют образованию одной молекулы серебра, нам нужно разделить количество образовавшихся атомов на 2:

количество серебра = n / 2 = 2.60 x 10^-6 моль.

Теперь мы знаем количество серебра в молях. Чтобы перевести его в граммы, мы должны знать молекулярную массу серебра.

Молекулярная масса серебра (Ag) равна 107.87 г/моль. Поэтому:

масса серебра = (количество серебра) * (молекулярная масса серебра) = (2.60 x 10^-6) * 107.87 = 0.280 мкг.

Таким образом, при условии, что заданный заряд составляет 1 Кл, на катоде будет отложено приблизительно 0.280 микрограмм серебра.

Важно отметить, что эти расчеты основаны на предположении, что заданный заряд составляет 1 Кл. Если заданный заряд отличается, необходимо провести соответствующие вычисления, следуя такой же методологии.