Схемы электролиза растворов zn(no3)2, протекающих на угольном и растворимом цинковом анодах. Какие различия будут

Тема: Схемы электролиза растворов Zn(NO3)2

Описание: При электролизе растворов Zn(NO3)2 между угольным и растворимым цинковым анодами существуют некоторые различия в схеме проведения реакций.

На угольном аноде при электролизе водорода происходит следующая реакция: 2H2O(l) -> O2(g) + 4H+(aq) + 4e-. Процесс осуществляется на электроде за счет окисления ионов гидроксида и образования молекулы кислорода.

На растворимом цинковом аноде происходит электролиз цинковых ионов: Zn2+(aq) + 2e- -> Zn(s). В результате электролиза, цинковые ионы восстанавливаются к атомам цинка на поверхности анода.

Объем газа, выделившегося на катоде при электролизе, можно определить по закону Фарадея. Закон Фарадея устанавливает прямую пропорциональность между количеством вещества, выделившегося или поглощенного в результате электролиза, и количеством электричества, прошедшего через электролит.

Формула для определения объема газа, выделившегося при электролизе, выглядит следующим образом: V = (Q * Vm) / (n * F), где V - объем газа, Q - количество электричества (заряд), Vm - молярный объем газа, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея.

Дополнительный материал:
Задача: Определите объем газа, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 50 ампер в течение 10 минут через раствор Zn(NO3)2.

Решение:
1. Найдем количество электричества, прошедшего через раствор, используя формулу Q = I * t, где I - сила тока, t - время в секундах. В данном случае, Q = 50 А * 600 сек = 30000 Кл.
2. Определим количество электронов, участвующих в реакции, рассмотрев реакцию на катоде: 4H+(aq) + 4e- -> 2H2(g). Отсюда следует, что для выделения одного моля водорода требуется 4 моля электронов.
3. Вычислим количество молей водорода, используя уравнение N = Q / (n * F), где N - количество молей, n - количество электронов, участвующих в реакции, F - постоянная Фарадея. В данном случае, N = 30000 Кл / (4 * 4.96596 Кл/моль) ≈ 1518.84 моль.
4. Найдем объем газа, используя формулу V = N * Vm, где V - объем газа, N - количество молей газа, Vm - молярный объем газа. В данном случае, V = 1518.84 моль * 22.4 л/моль ≈ 34005.98 л.

Совет: Для лучшего понимания электролиза растворов Zn(NO3)2, рекомендуется изучить основные принципы электролиза и понимание реакций, происходящих на аноде и катоде. Также полезно понимание закона Фарадея и его применение для решения задач по электролизу.

Упражнение: Определите объем газа, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 20 ампер в течение 5 минут через раствор Zn(NO3)2. Поставьте результат в литрах.