Напишите уравнения электродных процессов, протекающих при электролизе водного раствора СuСl2 на графитовых электродах. Рассчитайте массу металла и
объём газа (н.у.), которые выделятся на электродах, если через раствор пропускать ток силой 10 A в течение 24 часов.
Для начала рассмотрим уравнения электродных процессов, происходящих при электролизе водного раствора СuСl2 на графитовых электродах. Поскольку в растворе присутствует Cu2+, то на катоде будет происходить восстановление меди, а на аноде - окисление хлорида.
Уравнение на катоде (электрод, куда идет восстановление меди):
Cu2+ + 2e- -> Cu
Уравнение на аноде (электрод, где происходит окисление хлорида):
2Cl- -> Cl2 + 2e-
Теперь перейдем к расчетам массы металла и объема газа, которые выделяются на электродах. Для этого воспользуемся электролизом Фарадея, который устанавливает связь между количеством электричества, протекающего через раствор, и количеством вещества, образующегося или расходующегося при электролизе.
Мы знаем, что сила тока равна 10 А, а время протекания электрода - 24 часа (или 86400 секунд).
Сначала найдем количество электричества, протекающего через раствор:
Q = I * t
Q = 10 A * 86400 сек
Q = 864000 Кл (колу́мб)
Теперь преобразуем кол-во электричества в количество вещества меди и хлора:
Для меди:
n(Cu) = Q / F, где F - фарад (заряд одного моля электронов)
При расчетах используем значение Фарадея:
F = 96485 Кл/моль
n(Cu) = 864000 Кл / 96485 Кл/моль
n(Cu) ≈ 8.95 моль меди
Для хлора:
n(Cl2) = 2 * Q / F, так как в уравнении на аноде коэффициент при электронах равен 2
n(Cl2) = 2 * 864000 Кл / 96485 Кл/моль
n(Cl2) ≈ 17.90 моль хлора
Теперь у нас есть количество вещества меди и хлора. Чтобы найти массу металла и объем газа, нам нужно знать их молярные массы.
Молярная масса меди (Cu) = 63.5 г/моль
Молярная масса хлора (Cl2) = 2 * 35.5 г/моль (два атома хлора в молекуле)
Теперь можем рассчитать массу металла и объем газа:
Масса металла:
m(Cu) = n(Cu) * Молярная масса меди
m(Cu) = 8.95 моль * 63.5 г/моль
m(Cu) ≈ 568.33 г
Объем газа (нормальные условия):
V(Cl2) = n(Cl2) * 22.4 л/моль, так как один моль газа занимает 22.4 литра при нормальных условиях
V(Cl2) = 17.9 моль * 22.4 л/моль
V(Cl2) ≈ 401.76 л
Таким образом, при электролизе водного раствора CuCl2 на графитовых электродах, проходящем в течение 24 часов при силе тока 10 А, будут выделяться примерно 568.33 г меди и образовываться примерно 401.76 литров хлора (нормальные условия).
Надеюсь, мой ответ был понятен. Если у вас остались вопросы, пожалуйста, спросите!