Kémia

Katódfolyamat:

`Cu^(2+)` + 2 `e^-` = Cu

Anódfolyamat:

2 `H_2O` = `O_2` + 4 `H^+` + 4 `e^-`

Q = `I*t` = `7200 s*10A` = 72000 C

1 mol elektron átviteléhez 96500 C töltés szükséges.

hány mol elektron vándolol 72000 c töltés hatására?

x= `72000/96500` = 0,746 mol

A katódon ennyi elektron átviteléhez feleannyi, azaz 0,373 mol réz válik le, ami `0.373*63.5` = 23,69 g

23,69 g réz válik le.

Az anódon 4 mol elektron átvitelekor 1 mol oxigéngáz fejlődik, ami standard körülmények között 24,5 `dm^3`.

0,746 mol elektron `0.746/4*24.5`= 4,57 `dm^3` oxigéngáz keletkezésével jár.

A fejlődő oxigéngáz térfogata 4,57 `dm^3`


b,

A kiindulási oldatunk 500 g volt, mely tartalmazott `500*21/100` = 105 g réz(II)-szulfátot.

Az elektrolízis során a tömege csökkent, hiszen kivált belőle a réz (23,69 g) és fejlődött oxigén, ami szintén eltávozott, ennek a tömege kell még nekünk, erről tudjuk, hogy `0.746/4` mol `O_2`, ami `0.746/4*32` = 5,968 g

Összesen tehát az oldat tömege lett: 500-23,69-5,968 = 470,342 g

Ugyanakkor keletkezett annyi mol hidrogénion az anódon, ahány mol elektron ment át, azaz 0.373 mol `H^+`

Ez pedig, mivel a kénsav kétértékű sav, feleannyi kénsavnak felel meg, tehát az oldatunkban van `0.373/2` = 0,1865 mol kénsav.

218.07 g oldatban van 0,1865 mol, azaz `0,1865*98` = 18,277 g kénsav

100 g oldatban van `100/(470,342)*18,277` = 3,89 g

A keletkező oldat kénsavra nézve 3.89 tömeg%-os.

Az eredeti oldatunkban volt 105 g réz(II)-szulfát, ami `105/159.6` = 0,658 mol, ez ugyanennyi mol `Cu^(2+)` és ugyanennyi mol `SO_4^(2-)`

Ebből kivált 0,373 mol réz, maradt 0,658-0,373 = 0,285 mol `Cu^(2+)`, tehát ugyanennyi mol `CuSO_4`, ami `0,285*159,6` = 45,486 g

Mindez van 470,342 g oldatban.


100 g oldatban van `100/470.342*45.486` = 9,67 g

Az oldat `CuSO_4`-ra nézve 9,67 tömeg%-os.