Из условия задачи следует, что на платиновом катоде происходит восстановление катионов никеля до металла:
Ni 2+ + 2e- = Ni
На платиновом аноде будет происходить окисление воды до свободного кислорода:
H2O – 2e- = 2 H+ + ½ O2
Суммарное уравнение:
NiSO 4 + H2O = Ni + H2SO4 + 1/2 O2
A(Ni) = 58.693 г/моль
По закону электролиза Фарадея масса выделившегося металла m равна:
m = ItM/(Fz),
где I-сила тока (А или Кл/с), t – время (с), M – молярная масса металла (г/моль), F – постоянная Фарадея (96485 Кл/моль), z – число электронов, участвующих в реакции восстановления металла.
t = Fmz/(MI) = 96485 Кл/моль * 5,9 г * 2 / (58,693 г/моль * 1,5 Кл/с) = 12932 с = 3 ч 35 м 32 с
По распространённости в земной коре занимает 1-е место среди металлов и 3-е место среди элементов, уступая только кислороду и кремнию. Массовая концентрация алюминия в земной коре, по данным различных исследователей, оценивается от 7,45 до 8,14 %[7].
Природные соединения алюминия Править
В природе алюминий, в связи с высокой химической активностью, встречается почти исключительно в виде соединений. Некоторые из природных минералов алюминия:
Бокситы — Al2O3 · H2O (с примесями SiO2, Fe2O3, CaCO3)
Нефелины — KNa3[AlSiO4]4
Алуниты — (Na,K)2SO4·Al2(SO4)3·4Al(OH)3
Глинозёмы (смеси каолинов с песком SiO2, известняком CaCO3, магнезитом MgCO3)
Корунд (сапфир, рубин, наждак) — Al2O3
Полевые шпаты — (K,Na)2O·Al2O3·6SiO2, Ca[Al2Si2O8]
Каолинит — Al2O3·2SiO2 · 2H2O
Берилл (изумруд, аквамарин) — 3ВеО · Al2О3 · 6SiO2
Хризоберилл (александрит) — BeAl2O4.
Тем не менее, в некоторых специфических восстановительных условиях (жерла вулканов) найдены ничтожные количества самородного металлического алюминия[8].
В природных водах алюминий содержится в виде малотоксичных химических соединений, например, фторида алюминия. Вид катиона или аниона зависит, в первую очередь, от кислотности водной среды. Концентрации алюминия в водоёмах России колеблются от 0,001 до 10 мг/л. В морской воде его концентрация 0,01 мг/л[9].
Изотопы алюминия Править