Question

Определите массы веществ, выделившихся на катоде и аноде при электролизе водного раствора вещества за время t - 5 мин , при силе тока i - 5A вещество MgSO4

Answer 1

Для решения данной задачи по электролизу водного раствора MgSO4 необходимо использовать формулу для расчета массы веществ, выделившихся на катоде и аноде в процессе электролиза:

m = I * t / F

Где:
m - масса вещества, выделившегося на электроде (в граммах);
I - сила тока (в амперах);
t - время электролиза (в секундах);
F - фарад (электрохимическая единица заряда, равная 96500 Кл/моль).

Сначала мы должны определить количество заряженных частиц в электролитической ячейке. Для этого воспользуемся формулой:

n = I * t / q

Где:
n - количество заряженных частиц (в молях);
I - сила тока (в амперах);
t - время электролиза (в секундах);
q - заряд частицы (в Кл/моль).

Заряд частицы можно определить, зная степень окисления каждого элемента в соединении. В соединении MgSO4 магний имеет степень окисления +2, а сера -2. Таким образом, заряд частицы будет равен:

q(Mg) = 2+,
q(SO4) = -2

Теперь мы можем вычислить количество заряженных частиц в электролизаторе:

n = 5A * 300s / (2+ * 96500 Кл)
n = 0.015 моль

Теперь, зная количество заряженных частиц, мы можем вычислить массу вещества на катоде:

m(катод) = n * M
где M - молярная масса вещества (в г/моль).

Молярная масса MgSO4 составляет:
M(MgSO4) = M(Mg) + 4 * M(O) + M(S)
где M(Mg), M(O) и M(S) - молярные массы магния, кислорода и серы соответственно.

Молярные массы элементов:
M(Mg) = 24.31 г/моль
M(S) = 32.07 г/моль
M(O) = 16.00 г/моль

Теперь мы можем вычислить молярную массу MgSO4 и массу вещества на катоде:

M(MgSO4) = 24.31 г/моль + 4 * 16.00 г/моль + 32.07 г/моль
M(MgSO4) = 120.37 г/моль

m(катод) = 0.015 моль * 120.37 г/моль
m(катод) = 1.8055 г

Таким образом, масса вещества, выделившегося на катоде, составляет 1.8055 г.

Аналогично, мы можем вычислить массу вещества на аноде, зная количество заряженных частиц:

m(анод) = n * M(SO4)
где M(SO4) - молярная масса ионного радикала SO4 (в г/моль).

M(SO4) = M(S) + 4 * M(O)
M(SO4) = 32.07 г/моль + 4 * 16.00 г/моль
M(SO4) = 96.07 г/моль

m(анод) = 0.015 моль * 96.07 г/моль
m(анод) = 1.441 г

Таким образом, масса вещества, выделившегося на аноде, составляет 1.441 г.

Итак, при электролизе водного раствора MgSO4 за 5 минут при силе тока 5 А масса магния на катоде составляет 1.8055 г, а масса серы на аноде составляет 1.441 г.