Сколько меди оселось на катоде после прохождения заряда в 12,5 кл через водный раствор медного купороса?

Тема занятия: Электролиз

Разъяснение:
В электролизе происходит процесс разложения химических соединений под воздействием электрического тока. В данной задаче речь идет о электролизе водного раствора медного купороса (CuSO₄), где катодом выступает медь (Cu), и на него оседает медь (Cu) из раствора.

Для решения задачи используем электролизный закон Фарадея, который утверждает, что количество вещества, осаждаемого или выделяемого на электродах в процессе электролиза, пропорционально количеству прошедшего заряда.

Дано, что прошло заряда 12,5 кулон (кл), и требуется найти количество осевшей меди на катоде. Обозначим эту величину как "n".

Медь (Cu) имеет атомная масса 63,55 г/моль, поэтому для определения массы меди на катоде нам нужно знать количество вещества меди. Используем формулу молекулярной массы:

масса = молекулярная масса × количество вещества.

Так как количество осевшей меди пропорционально количеству прошедшего заряда, можем записать:

n = Q/F,

где Q - заряд, F - постоянная Фарадея (96 485,3 Кл/моль).

Подставим значения:

n = 12,5/96 485,3.

Рассчитаем это значение и получим количество осевшей меди на катоде.

Дополнительный материал:
Задача: Если через водный раствор медного купороса прошло заряда в 8,75 Кл, сколько меди оселось на катоде?
Ответ: Для решения задачи используем формулу n = Q/F, где Q = 8,75 Кл и F = 96 485,3 Кл/моль. Подставляя значения, получаем n = 8,75 / 96 485,3 ≈ 9,07 × 10^(-5) моль. Далее используем формулу массы, где масса = молекулярная масса × количество вещества. Молекулярная масса меди (Cu) равна 63,55 г/моль. Подставляя значения, получаем массу = 63,55 × 9,07 × 10^(-5) ≈ 5,77 × 10^(-3) г. Поэтому, примерно 5,77 мг меди оселось на катоде.

Совет:
Для понимания электролиза и решения подобных задач полезно знать основы электрохимии, включая понятие заряда, электроды, ионные реакции и мольные расчеты. Рекомендуется ознакомиться с соответствующими разделами учебника или обратиться к источникам, которые подробнее рассматривают электролиз.

Дополнительное упражнение:
Сколько меди оселось на катоде после прохождения заряда в 20 кл через водный раствор медного купороса? (Используйте значение постоянной Фарадея, равное 96 485,3 Кл/моль).

Тема занятия: Электрохимия

Разъяснение: Данная задача относится к области электрохимии, где изучаются процессы, связанные с переносом зарядов и возникновением электрического тока во время химических реакций. В данном конкретном случае мы имеем дело с электролизом, который является процессом разложения или образования веществ под воздействием электрического тока.

Для решения задачи нам дана информация о заряде в 12,5 Кл, проходящем через водный раствор медного купороса. Мы должны определить, сколько меди оселось на катоде после протекания этого заряда.

Заряд, протекающий через электролит во время электролиза, можно рассчитать по формуле:

Q = I * t,

где Q - заряд в Кл, I - сила тока в Амперах, t - время в секундах.

Зная значение заряда (12,5 Кл) и время протекания заряда, можно рассчитать силу тока (I) и использовать закон Фарадея для определения количества вещества, осевшего на катоде. Однако, для точного расчета нам необходимо знать также реакцию, протекающую на катоде. Также, учтите, что масла, присутствующие в медном купоросе, можно пренебречь.

Дополнительный материал: Заряд в 12,5 Кл протекает через водный раствор медного купороса в течение 5 минут. Определите, сколько меди оселось на катоде после прохождения этого заряда.

Совет: Чтобы лучше понять электрохимические процессы, рекомендуется изучать основы электрохимии, включая законы Фарадея, и ознакомиться с таблицей стандартных потенциалов электродов. Также, важно понимать, что сила тока может быть рассчитана как отношение заряда к времени, а затем использована для расчета количества вещества, осевшего на электроде.

Практика: Заряд в 8 Кл протекает через раствор серной кислоты в течение 15 минут. Рассчитайте, сколько газа в водороде выделится на катоде в результате электролиза? (Учтите, что 1 фарадей эквивалентен 96500 Кл).