Při elektrolýze 1,5 l roztoku CuSO4 o c = 1,182 mol.l-1 a ρ = 1,18 g.cm-3 se jedna elektroda pokrývá vylučující se mědí
Při elektrolýze 1,5 l roztoku CuSO4 o c = 1,182 mol.l-1 a ρ = 1,18 g.cm-3 se jedna elektroda pokrývá vylučující se mědí a na druhé elektrodě „unikají bublinky“. Určete, resp. vypočtěte následující: a) na které elektrodě vzniká Cu, napište reakci b) o kolik gramů vzroste hmotnost této elektrody bude-li doba elektrolýzy 10 hodin, c) jaký plyn vzniká na druhé elektrodě a podle jaké rovnice d) jaký objem tohoto plynu vznikne (měřeno při 18 oC a p = 102 400 Pa), e) mění se během elektrolýzy pH lázně? Pokud snad ano, tak proč, f) jaká je střední hodnota proudu potřebná k vyloučení veškeré mědi, má-li trvat výše uvedených 10 hodin
Odpovědi
Diskuze
Velikost proudu v zadání chybí, v bodě f se má vypočítat střední hodnota proudu, při které se během 10 hodin vyloučí veškerá měď. Pokud tuto hodnotu použijeme i pro bod b, bude přírůstek hmotnosti elektrody rovný hmotnosti mědi v roztoku. Začneme tedy bodem
f: Vtahy Faradayova zákona tak , jak je nademe ve wikipedii jdem.cz/ydqh7 můžene shrnout do vztahu
n = I*t/(F*z) = I*t/(9,6485×104 C.mol−1*z); pro Cu++ z=2, takže
I = 192970*n/t; n =c*V = 1,5dm3*1,182mol/dm3 = 1,773 mol Cu;
I(10hod) = 1,773*192970/36000sec = 9,504A
a: Kovová měď vzniká redukcí Cu++. A redukce probíhá na katodě. Cu(2+) + 2e = Cu
b: m(Cu) = n*M = 1,773mol*63,546g/mol = 112,667g Cu; viz bod f nahoře.
c: vzniká O2: 2OH- - 2e = H2O + 1/2O2
d: průchodem dvou elektronů se vyloučí 1 atom Cu a 1 atom O = 1/2 O2, takže
n(O2) = n(Cu)/2 = 1,773/2 = 0,8865 mol O2. Objem vypočteme ze stavové rovnice:
V = n*R*T/p = 0,8865*8,314*291,15K/102400Pa = 0,020956m3 = 20,956dm3 O2
e: Z roztoku ubývají kromě Cu++ i OH-, které vznikají disociací vody:
2H2O = H3O+ + OH- ; roztok se tedy okyseluje.
Stačí?