Valaki!!

K: `Cu^(2+)` + 2 `e^-` `rightarrow` `Cu`

A: `H_2O` `rightarrow` `1/2` `O_2` + 2 `H^+` + 2 `e^-`

t = 5 nap = `5*24*3600` = 432000 s

Q= `I*t` = `5*432000` = 2 160 000 C

1 mol elektronátmenethez szükséges 96500 C töltés.

2 160 000 C töltéshez `2160000/96500` = 22,4 mol elektronátmenet.

Ezzel jár `22.4/4` = 5,6 mol oxigénfejlődés, ami `5.6*32` = 179,2 g; ennyivel csökkent az oldat tömege.

Ugyanakkor kivált `22.4/2` = 11,2 mol réz, ami `11.2*63.5`=711,2 g. Ez is az oldat tömegcsökkenését okozza.

A keletkező kénsav mennyisége: `22.4/2` = 11,2 mol, ami `11.2*98` = 1097,6 g

A keletkezett oldat 100 g-jában van 10 g kénsav

Mennyi oldatban van 1097,6 g kénsav?

x = `1097.6/10*100` = 10976 g az kapott oldat tömege.

A kapott oldat térfogata `V_2` = `x/rho_2` = `10976/1.07` = 10258 `cm^3`

A kapott oldat tömegéhez hozzáadjuk a fejlődő oxigén és a kivált réz mennyiségét, úgy kapjuk meg a kiindulási oldat tömegét:

`m_1` = `10976+179.2+711.2` = 11866,4 g

A kiindulási oldat térfogata:

`V_1` = `m_1/rho_1` = `11866.4/1.12` = 10595 `cm^3`

A térfogatcsökkenés:

`DeltaV` = `V_1-V_2` = `10595-10258` = 337 `cm^3`.

Arra, hogy 10 tömeg%-os volt a kiindulási oldat, azért lehet szükség, hogy tényleg van e az oldatban annyi réz-szulfát, hogy keletkezhessen a feladatban leírt mennyiségű kénsav.

Szia!

Nézd meg a szervetlen kémia tanszéken tanító kémia Tanár Úr megoldását, ez közelebb áll az általad a megoldásnál közölt eredményhez!

Remélem hasznos lesz Számodra a levezetés!
Üdv.: Ármós Csabi Debrecenből (46 éves kémia, matematika korrepetáló)

Akkor nekiállunk mégegyszer:

`M_(CuSO_4)` = 159,5 `g/(mol)`

K: `Cu^(2+)` + 2 `e^-` `rightarrow` `Cu`

Ha elfogyott a réz, akkor jöhet a hidrogénfejlődés

`H^+` + 2 `e^-` `rightarrow` `H_2`

A: `H_2O` `rightarrow` `1/2` `O_2` + 2 `H^+` + 2 `e^-`

A töltésátmenetig biztos, illetve az anód szempontjából is, hiszen ott csak az oxigénfejlődés van.

Van tehát 22,4 mol elektronátmenet; 5,6 mol oxigénfejlődés, az 179,2 g oxigén, ez lesz a tömegcsökkenés egyik része.

Nézzük a katódot, az összetettebb; legyen a kiindulási oldat x `cm^3` (ha már úgyis azt kérdezi). Ennek a tömege `x*1.12` g. Ebben van `0.1*1.12*x` réz-szulfát, ami `(0.1*1.12)/159.5*x` mol; ennyi mol réz vált ki. Ezt kíséri kétszerannyi elektronátmenet. (Összeszorozhatjuk a sok számot). `1.4*10^(-3)*x` mol elektron megy át a réz kiválásáig, a többi elektronátmenet a hidrogénfejlődésre megy el, vagyis `22.4-1.4*10^(-3)*x` mol. Ebből fejlődik feleannyi mol hidrogén, azaz `11.2-7*10^(-4)*x` mol hidrogéngáz.

A keletkező kénsavoldat:

Azt már megtudtuk, hogy nem a réz-szulfátból származó szulfátion mennyisége dönti el a kénsavoldat összetételét, hanem a keletkező hidrogénion az anódon (22,4 mol) és a hidrogéngáz formájában távozó hidrogénion (22.4-1.4*10^(-3)*x mol) mennyiségének különbsége.

`1.4*10^(-3)*x` mol hidrogénionból `7*10^(-4)*x` mol kénsav keletkezik, ami `98*7*10^(-4)*x` = `0.0688*x` g kénsav. Az oldatra nézve ez tízszerese (merthogy 10 %-os), vagyis `0.688x` g. Ennek a térfogata pedig `0.688/1.07*x` = `0,643*x` `cm^3`

Összehasonlítva a kiindulási és a keletkezett oldatok tömegét:

`1.12x-0.688x` = `0.432*x` g a tömegcsökkenés.

Ez pedig az alábbiakból tevődik össze:

1. oxigénfejlődés: 179,2 g; még az elején kiszámoltuk

2. réz kiválása: `(0.1*1.12)/159.5*x*63.5` = 0,0446x g; a réz-szulfát mennyiségéből.

3. hidrogénfejlődés: `22.4-1.4*10^(-3)*x` g

A tömegcsökkenésre felírhatunk egy egyenletet:

`0.432*x=179.2+0.0446*x+22.4-1.4*10^(-3)*x`

x-re megoldod:

x = 518,5 `cm^3` , ennyi volt a kiindulási oldat térfogata.

A térfogatcsökkenés: `x-0.643*x` = `0.357*x` = `0.357*518.5` = 185 `cm^3`.