Сколько времени (в секундах) потребуется для проведения тока силой 4 А через 607 г 10% раствор AuCl3, чтобы полностью

Предмет вопроса: Электролиз и осаждение золота

Пояснение:

Электролиз - это процесс, при котором используется электрический ток для превращения химических соединений вещества. В данной задаче мы рассматриваем электролиз раствора AuCl3 для осаждения золота.

Сначала нам необходимо найти количество вещества AuCl3 в растворе, используя массу и процентное содержание. Формула для расчета количества вещества:

количество вещества = масса / молярная масса

Молярная масса AuCl3 = масса атомарной единицы золота (196.97 г/моль) + масса массовой единицы хлора (35.45 г/моль) * 3

Теперь мы знаем количество вещества AuCl3 в растворе. Чтобы определить, сколько золота будет осаждено, мы используем соотношение стехиометрии между AuCl3 и Au. Из уравнения реакции, мы знаем, что коэффициент перед Au в реакции 3, то есть требуется 3 моль AuCl3, чтобы образовать 1 моль Au.

Теперь мы можем найти количество золота, умножив количество вещества AuCl3 на соотношение стехиометрии 3.

Чтобы найти время, которое потребуется для проведения тока через раствор, нам необходимо знать величину заряда электрона (1.6 * 10^-19 Кл) и формулу, связывающую заряд, ток и время:

Q = I * t, где Q - заряд, I - ток, t - время.

Мы знаем ток (4 А), поэтому мы можем переписать уравнение:

t = Q / I, где Q - заряд, I - ток.

Зная количество золота осаждающегося на электроде, мы можем найти количество электрона, используя число Авогадро (6.02 * 10^23) и заряд электрона, а затем найти заряд Q:

Q = количество электронов * заряд электрона.

Подставляя все значения, мы можем найти общее время, потребуемое для проведения тока.

Демонстрация:

Дано: сила тока I = 4 A, масса AuCl3 = 607 г, процентное содержание = 10%

Решение:

1. Найдите количество вещества AuCl3:
масса AuCl3 = 607 г * 0.10 = 60.7 г
количество вещества AuCl3 = 60.7 г / (196.97 г/моль + 35.45 г/моль * 3) ≈ 0.187 моль

2. Найдите количество золота:
количество золота = 0.187 моль * 3 = 0.561 моль

3. Найдите количество электронов:
количество электронов = 0.561 моль * (6.02 * 10^23 электронов/моль) ≈ 3.38 * 10^23 электронов

4. Найдите заряд:
заряд = количество электронов * заряд электрона ≈ 3.38 * 10^23 электронов * 1.6 * 10^-19 Кл/электрон ≈ 5.41 * 10^4 Кл

5. Найдите время:
t = заряд / ток = 5.41 * 10^4 Кл / 4 A ≈ 1.35 * 10^4 секунд

Таким образом, для полного осаждения золота потребуется примерно 13500 секунд.

Совет: При решении задач по электролизу важно внимательно следить за единицами измерения и правильно применять формулы, связанные с реакциями и законом Кулона. Также важно проверять исходные данные на соответствие требуемым величинам, чтобы избежать ошибок при расчетах.

Дополнительное задание:

Сколько времени (в секундах) потребуется для проведения тока силой 6 А через 500 г 5% раствор CuSO4, чтобы полностью осаждить медь? (Молярная масса CuSO4 = 159.6 г/моль)