Для решения этой задачи мы можем использовать формулу:
m = I * t * z * M / F,
где:
m - масса вещества на катоде,
I - сила тока,
t - время,
z - число электронов, передающихся при реакции,
M - молярная масса меди,
F - постоянная Фарадея.
Для начала нам нужно найти молярную массу меди (M).
Молярная масса меди равна примерно 63,5 г/моль.
Теперь, используя данную формулу, мы можем решить задачу.
Первый шаг - выразить время (t):
t = m * F / (I * z * M).
Теперь мы заменяем значения в формуле:
t = (0.02 * 10^(-3)) * (96485) / ((0.5) * (2) * (63.5)) = 3.81 сек.
Таким образом, затрачено время составляет 3.81 секунду.
Обращаю внимание, что плотность тока указана в А/дм/2. Для применения формулы необходимо привести плотность тока к обычным единицам (А/см²).
Для этого нужно разделить значение плотности тока на 10:
0.5 А/дм/2 = (0.5) / (10) = 0.05 А/см/2.
Теперь мы можем решить задачу:
t = (0.02 * 10^(-3)) * (96485) / ((0.05) * (2) * (63.5)) = 38.15 сек.
Таким образом, затрачено время составляет 38.15 секунд.
Помните, что в данной задаче все значения были представлены в научной нотации. Если они представлены в обычной нотации, необходимо провести соответствующие изменения в решении.
Для решения данной задачи мы будем использовать теорию стехиометрии и принцип сохранения массы.
1. Вначале найдем массу нитробензола в реакционной смеси. Из условия задачи известно, что массовая доля чистого нитробензола в техническом составляет 80%. Поэтому масса нитробензола будет равна:
Масса нитробензола = масса реакционной смеси * массовая доля нитробензола = 307,5 кг * 0,8 = 246 кг.
2. Далее, на основе уравнения реакции восстановления нитробензола в водороде можно определить коэффициенты стехиометрической пропорции. Известно, что при восстановлении одной молекулы нитробензола получается одна молекула анилина. Значит, соотношение масс нитробензола и анилина равно:
Масса нитробензола / масса анилина = 246 кг / 17,6 кг = 13,95.
3. Теперь мы можем вычислить массовую долю выхода анилина от теоретически возможного. Из стехиометрической пропорции известно, что при процессе восстановления нитробензола в анилин теоретически получится такое же количество массы анилина, как и масса нитробензола. Тогда массовая доля выхода анилина от теоретически возможного будет равна:
Массовая доля = (масса анилина / масса нитробензола) * 100% = (17,6 кг / 246 кг) * 100% ≈ 7,15%.
Таким образом, массовая доля выхода анилина от теоретически возможного составляет около 7,15%.
