Cоставьте схемы электролиза растворов zn(no3)2, протекающих на угольном и растворимом цинковом анодах. в чём будет заключаться различие? определите объём газа выделившегося на катоде при пропускании тока силой 50 а в течение 10 мин через раствор zn(no3)2?
1. Составление схем электролиза растворов Zn(NO3)2 на угольном и растворимом цинковом анодах.
Угольный анод:
Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3- (раствор)
Zn2+ + 2e- → Zn (на катоде)
2NO3- → O2 + N2 + 2e-
Растворимый цинковый анод:
Zn(NO3)2 → Zn2+ + 2NO3- (раствор)
Zn → Zn2+ + 2e- (на катоде)
2NO3- → O2 + N2 + 2e-
2. Различие между электролизом на угольном и растворимом цинковом анодах.
На угольном аноде происходит окисление NO3- и выделение газа O2 и N2, а на растворимом цинковом аноде происходит образование ионов Zn2+. То есть, при применении угольного анода будет образовываться газ, а при использовании цинкового анода - раствор.
3. Определение объема газа, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 50 а в течение 10 минут через раствор Zn(NO3)2.
Для решения этой задачи, сначала нужно найти количество электричества, использованного в процессе электролиза.
Количество электричества (Q) можно найти по формуле Q = I * t, где I - сила тока, t - время в секундах.
В нашем случае, сила тока (I) равна 50 А, время (t) равно 10 минут или 600 секунд.
Q = 50 * 600 = 30000 Кл (колоумб).
Затем, используя закон Фарадея, можно рассчитать количество газа, выделившегося на катоде.
Закон Фарадея утверждает, что количество вещества, выделившегося или накопившегося на катоде или аноде, пропорционально количеству прошедшего через электролит заряда.
Уравнение полной реакции на катоде: Zn2+ + 2e- → Zn.
Молярная масса цинка (Zn) равна 65,38 г/моль и для образования одного моля цинка, необходимо 2 моля электронов.
Теперь мы имеем все данные для решения задачи:
1 моль Zn соответствует 2 молям электронов или 96500 Кл.
Тогда, для расчета количества газа (V) нужно разделить количество заряда (Q) на количество электронов (n) и умножить на объем, занимаемый одним молем газа (V0).
V = (Q / n) * V0 = (30000 / (2 * 96500)) * 22.4 = 0,729 литра (или 729 мл).
Таким образом, объем газа, выделившегося на катоде при пропускании тока силой 50 а в течение 10 минут через раствор Zn(NO3)2, составляет 0,729 литра.