Question

Через раствор сульфата кадмия пропущено 25 а электричества в течение одного часа. при этом на катоде выделилось 42.5 г кадмия. напишите уравнение реакций, протекающих на электродах, и рассчитайте выход по току кадмия.

Answer 1

Заряд Q, пропущенный через электролит за 1 час, равен I * t = 5,36А * 3600c = 19269 Кл.
Теоретический массоперенос должен быть:
m(теор) = (M(Cd) * Q)/(n * F), где n — заряд иона (для кадмия обычно 2), F — число Фарадея.
B = m(факт)/m(теор) = (m(факт) * n * F)/(M(Cd) * Q) = (5,62г * 2 * 96500Кл/моль)/(112,4г/моль * 19269Кл) = 0,5 = 50%

Answer 2

Уравнение реакции на аноде (окислительная полуреакция):

2 Cl- -> Cl2 + 2 e-

Уравнение реакции на катоде (восстановительная полуреакция):

Cd2+ + 2 e- -> Cd

Общее уравнение реакции:

2 Cl- + Cd2+ -> Cl2 + Cd

Из уравнения реакции можно установить соотношение между количеством пропущенного заряда и количеством выделенного кадмия. Коэффициент стехиометрии, связывающий эти величины, равен 2.

Из условия задачи известно, что пропущено 25 А электричества в течение одного часа и выделилось 42.5 г кадмия.

Чтобы рассчитать выход по току кадмия, нужно определить количество заряда, пропущенное через раствор сульфата кадмия. Для этого воспользуемся формулой:

Q = I * t,

где Q - количество заряда, I - сила тока (в Амперах), t - время (в секундах).

У нас задана сила тока (25 А) и время (1 час = 3600 секунд).

Q = 25 А * 3600 сек = 90000 Кл

Далее определим количество молей кадмия, выделившегося на катоде. Для этого воспользуемся молярной массой кадмия (m(Cd) = 112.41 г/моль) и формулой:

n = m/M,

где n - количество молей, m - масса (в граммах), M - молярная масса (в г/моль).

n = 42.5 г / 112.41 г/моль ≈ 0.378 моль

Так как из уравнения реакции видно, что для образования 1 моля кадмия необходимо пропустить 2 моля электричества, то количество молей пропущенного заряда равно:

n(Q) = 0.378 моль * 2 ≈ 0.756 моль

Наконец, вычислим выход по току кадмия, используя формулу:

эль = n / n(Q),

где эль - выход по току, n - количество молей кадмия на катоде, n(Q) - количество молей пропущенного заряда.

эль = 0.378 моль / 0.756 моль ≈ 0.5

Выход по току кадмия составляет около 0.5 или 50%.