Вычислить массу металла и объем газа, которые образуются при электролизе раствора Pb(NO3)2 массой 200г с w= 10%
Ответы на вопрос
Ответ:
ПОЖАЛУЙСТА КАРОНУ
Объяснение:
Для решения этой задачи необходимо исходить из следующих фактов:
1. Массовая доля (w) составляет 10%, что означает, что 200 г раствора содержит 20 г (10% от 200 г) Pb(NO3)2.
2. При электролизе Pb(NO3)2 на катоде осаждается свинец (Pb).
3. Расчет массы металла, образующегося при электролизе, можно выполнить с использованием закона Фарадея, который утверждает, что количество вещества, осажденного на электроде, пропорционально переданному через электролит заряду.
Молекулярная масса Pb(NO3)2 равна 331,2 г/моль. Таким образом, 20 г Pb(NO3)2 соответствуют примерно 0,06 моль (20 г / 331,2 г/моль).
Реакция, происходящая на катоде:
Pb^2+ + 2e^− → Pb
Так как на каждый моль свинца необходимо передать 2 моля электронов, то количество электронов, переданных в электролит, составляет 0,06 моль × 2 = 0,12 моль.
Заряд одного электрона равен 1,602 × 10^−19 Кл, поэтому общий заряд, переданный в электролит, составляет 0,12 моль × 1,602 × 10^−19 Кл/эл = 1,92 × 10^−19 Кл.
Так как заряд (Q) равен произведению заряда на время (Q = I × t), а заряд (Q) также равен количеству вещества (n) умноженному на фарадаическую постоянную (F = 96 485 Кл/моль), мы можем выразить время (t) относительно первоначального уравнения: Q = I × t = n × F.
Используя это уравнение, можно вычислить время, которое необходимо для передачи 1,92 × 10^−19 Кл заряда:
t = (n × F) / I
Для выполнения этого расчета, нам нужно знать ток (I), который проходит через электролит. Давайте предположим, что известно значение тока, например, 0,1 А.
t = (0,06 моль × 96 485 Кл/моль) / 0,1 А = 57891 секунда или примерно 16 часов.
Теперь можно рассчитать объем газа (V), образующегося при электролизе, используя закон Авогадро и уравнение состояния идеального газа:
V = (n × R × T) / P
Где:
n - количество вещества (моль)
R - универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К))
T - температура (в Кельвинах)
P - давление (в Па)
Для данной задачи предположим, что температура составляет 25 °C (или 298 К) и давление равно атмосферному давлению, примерно 101325 Па.
V = (0,06 моль × 8,314 Дж/(моль·К) × 298 К) / 101325 Па = 0,00155 м^3 или примерно 1,55