Question

Ток с силой 4 А пропускается через электролизер в течение 16 минут 5 с.За это время на катоде выделился свинец массой 4,14 г из расплава одного из его соединений.Определите было ли это соединение двух- или четырёхвалентного свинца

Answer 1

m = M*I*t/(z*F), отсюда z = M*I*t/(m*F) = 207*4*(16*60+5)/(4.14*96485) = 2;

след-но, элек-у подвергли расплав соед-я 2-хвал-о свинца.

Answer 2

Чтобы определить, было ли соединение двух- или четырёхвалентного свинца, мы можем использовать закон электролиза и молекулярную массу свинца (Pb).

Сначала определим количество электроунов (n) перенесенных через электролизер, используя силу тока (I) и время (t), используя закон Фарадея:

n = I * t

где I = 4 А (сила тока) t = 16 минут + 5 с = 965 с (время в секундах)

n = 4 А * 965 с = 3860 Кл (колоумбов)

Зная количество электроунов, мы можем определить количество моль свинца (Pb), который выделился на катоде, используя мольную зарядовую константу (F) и массу свинца (m):

n = m / (F * z)

где F = 96485 Кл/моль (мольная зарядовая константа) z - количество зарядовых электронов, необходимых для преобразования одного моля вещества. Для свинца двухвалентного (Pb²⁺) z = 2. Для свинца четырёхвалентного (Pb⁴⁺) z = 4.

Пусть m - масса свинца, выделившегося.

Для двухвалентного свинца (Pb²⁺): 3860 Кл = m / (96485 Кл/моль * 2) m = 3860 Кл * 2 * 1 моль / 96485 Кл ≈ 0,080 моль

Для четырёхвалентного свинца (Pb⁴⁺): 3860 Кл = m / (96485 Кл/моль * 4) m = 3860 Кл * 4 * 1 моль / 96485 Кл ≈ 0,160 моль

Теперь мы можем сравнить массу свинца (Pb), выделившегося, с молекулярной массой обоих соединений.

Молекулярная масса двухвалентного свинца (Pb²⁺) ≈ 207 г/моль Молекулярная масса четырёхвалентного свинца (Pb⁴⁺) ≈ 207 г/моль

Масса свинца (Pb), выделившегося, составляет 0,080 моль * 207 г/моль ≈ 16,56 г для двухвалентного и 0,160 моль * 207 г/моль ≈ 33,12 г для четырёхвалентного свинца.

Таким образом, на катоде выделился свинец массой 4,14 г, что ближе к массе двухвалентного свинца (Pb²⁺). Следовательно, это соединение скорее всего было двухвалентным свинцом.