I = 3 A
t = 50 мин = 3000 с
m(Ag)факт = 9,6 г
Поскольку соль AgNO3 образована слабым основанием и сильной кислотой, а материал анода не оговорен, то будем считать, что имеем электролиз с инертным анодом в кислой среде.
Анодный процесс
На аноде могут протекать два процесса – электрохимическое окисление воды с выделением кислорода и окисление аниона. Однако, поскольку в растворе находятся анионы NO3^(-), в которых азот имеет высшую степень окисления, то дальнейшее окисление аниона невозможно. Следовательно, в растворе будет протекать электрохимическое окисление воды.
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2↑ + 4Н (+) (рН ≤ 7)
Катодный процесс
На катоде могут протекать два процесса – восстановление ионов Ag(+) и восстановление ионов водорода Н (+).
2Н (+) + 2е = Н2 (pH < 7); Еo восст = – 0,41 В
Ag(+) + e = Ag; Еo восст = + 0,799 В (при инертном аноде)
Поскольку электродный потенциал восстановления ионов серебра Ag (+) больше, чем электродный потенциал восстановления ионов водорода, то на катоде будут восстанавливаться ионы серебра Ag (+).
Катод (-)Ag(+) + e = Ag
Схема электролиза
Катод (-)Ag(+) + e = Ag | 4 - восстановление
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2 + 4Н (+) | 1 – окисление
Ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
4Ag(+) + 2Н2О = 4Ag + О2↑ + 4Н (+)
Молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
4AgNO3 + 2Н2О = 4Ag↓ + О2↑ + 4НNO3
Электрохимический эквивалент серебра
k(Ag) = M(Ag)/(z(Ag)*F) = 108/(1* 96500) = 11,2*10^(-4) г/Кл
M(Ag) = 108 г/моль – молярная масса серебра
z(Ag) = 1 – число принимаемых ионом серебра Ag(+) электронов, равное валентности серебра
F = 96500 Кл/моль – постоянная Фарадея
Заряд через электролит
q = I*t = 3*3000 = 9000 Кл
По первому закону Фарадея теоретическая масса выделившегося серебра
m(Ag)теор = q*k(Ag) = 9000*11,2*10^(-4) = 10,08 г
Выход серебра
q = [m(Ag)факт/m(Ag)теор] *100% = [9,6/10,08]*100% = 95,2%
Объяснение:
4NaOH + ZnCl₂ = Na₂ZnO₂ + 2NaCl + 2H₂O↑
4Na⁺ + 4OH⁻ + Zn²⁺ + 2Cl⁻ = 4Na⁺ + ZnO₂²⁻ + 2Cl⁻ + 2H₂O
4OH⁻ + Zn²⁺ = ZnO₂²⁻ + 2H₂O