elektroliza, ogniwa

[demosteneska]

Witam,
bardzo prosiłabym wskazówki do tych zadań. Nie wiem jak się do nich zabrać. Za kilka dni zaliczenie... Gdyby ktoś mógł tak krok po kroku rozpisać co tu trzeba zrobić.
Z resztą zadań jakoś daję sobie radę, ale tych nie potrafię zrobić.

1.Oblicz potencjał redoks układu MnO4-/Mn2+ w środowisku kwaśnym (25st C) wiedząc, że stosunek stężeń utleniacza do reduktora wynosi 10, a pH roztworu jest równe 1.

Odp. 1,44V


2.Ile gramów KClO3 można otrzymać w procesie elektrolizy wodnego roztworu KCl, zużywając 2kWh energii elektrycznej przy napięciu 10V?

Odp. 152,2g

3.Pod wpływem prądu o napięciu 6V w ciągu 45min z 2dm3 roztworu siarczanu(VI) miedzi(II) wydzieliło się 1.5g miedzi. Oblicz ładunek elektryczny, który przepłynął przez przewodnik, natężenie prądu, zużycie energii źródła prądu i stężenie normalne roztworu przed elektrolizą, jeśli wydzieliło się tylko 25% Cu zawartej w roztworze.

Odp. Q=4559 C, I=1,69A, L=27,35kJ, cn=0,094 N

4. Z wysuszonej mieszaniny chlorków czterech metali pobrano próbkę o masie 0,7054g i przeprowadzono je w tlenki. Masa otrzymanych tlenków wynosiła 0,4308g, a wartościowość metali nie zmieniła się. Następnie poddano elektrolizie roztwór zawierający 35,27g mieszaniny chlorków. Podaj masę wydzielonych metali i czas procesu, jeśli I=0,965 A. (H2 nie wydziela się)

Odp. m=17,5g, t=50000s


5. Dwa elektrolizery z roztworami różnych soli podłączono szeregowo do źródła prądu stałego. Podczas elektrolizy w naczyniu pierwszym, zawierającym roztwór siarczanu(VI) miedzi(II), uzyskano przyrost masy katody o 1,1858g. Na drugiej katodzie otrzymano równoważną ilość chromu, który wydzielono z roztworu sporządzonego przez rozpuszczenie 4,12g hydratu siarczanu(VI) chromu(III). Ustak wzór uwodnionego Cr2(SO4)3*nH2O.

Odp. Cr2(SO4)3*15H2O

[pesel]

1.

Nie stosunek stężeń utleniacza do reduktora a postaci utlenionej do postaci zredukowanej.

\(\displaystyle{ MnO_{4}^{-} + 8H^{+}+5e \iff Mn^{2+}+4H_{2}O}\)

\(\displaystyle{ E=E_{o}+ \frac{0.059}{n} log \frac{[MnO_{4}^{-}][H^{+}]^{8}}{[Mn^{2+}]}=1.51V+\frac{0.059}{5} log (10 \cdot(10^{-1})^{8})=1.51V+\frac{0.059}{5}\cdot (-7)=1.43V}\)

-- 12 cze 2013, o 18:38 --

2.

\(\displaystyle{ 3Cl^{-} +6e \to 3Cl_{2}}\)

\(\displaystyle{ 3Cl_{2}+6KOH \to KClO_{3}+5KCl+3H_{2}O}\)

\(\displaystyle{ 2kWh= 2000AV \cdot 3600s}\)

\(\displaystyle{ Q= \frac{2000AV \cdot 3600s}{10V}=720000C}\)

\(\displaystyle{ 6 \cdot 96500C ----- 1 \ mol \ KClO_{3} =122.5g}\)

\(\displaystyle{ 720000C ----- X}\)

\(\displaystyle{ --------------}\)

\(\displaystyle{ X=153.3 g}\)

-- 12 cze 2013, o 18:52 --

3.

\(\displaystyle{ Cu^{2+} +2e \to Cu}\)

\(\displaystyle{ 2 \cdot 96500C ----- 63.5g \ Cu}\)

\(\displaystyle{ X ----------- 1.5g \ Cu}\)

\(\displaystyle{ --------------------}\)

\(\displaystyle{ X=Q=4559C}\)

\(\displaystyle{ I= \frac{Q}{t}= \frac{4559C}{2700s}=1.69A}\)


\(\displaystyle{ 6g \ Cu ---- 2dm^{3}}\)

\(\displaystyle{ 3g \ Cu ---- 1dm^{3}}\)

\(\displaystyle{ n= \frac{3g}{63.5g} \cdot 2=0.094 \ vala}\)

\(\displaystyle{ W=U \cdo Q=6V \cdot 4559C=27.354kJ}\)

-- 12 cze 2013, o 19:49 --

4.

Gdy dwa mole jonów chlorowych zastępowane są przez jeden tlen to ubytek masy wynosi:

\(\displaystyle{ \Delta = 2 \cdot 35.5g-16g=55g}\)

\(\displaystyle{ 1 \ mol -------- ubytek \ 55g}\)

\(\displaystyle{ X -------- ubytek \ (0,7054g-0,4308g )}\)

\(\displaystyle{ ------------------------}\)

\(\displaystyle{ X=0.01 \ mola}\)


\(\displaystyle{ 0.01 \ mola ----- 0,7054g}\)

\(\displaystyle{ Y ----- 35.27g}\)

\(\displaystyle{ ------------------------}\)

\(\displaystyle{ Y=0.5 \ mola}\)

masa metali to masa soli minus masa jonów chlorkowych:

\(\displaystyle{ m_{met}=35.27g -0.5 \cdot 35.5g=17.52g}\)

Na 0.5 mola chlorków trzeba pół mola elektronów czyli połowę stałej Faradaya.

\(\displaystyle{ t= \frac{Q}{I} = \frac{0.5 \cdot 96500C}{0.965A}= 50000s}\)-- 12 cze 2013, o 20:36 --5.

\(\displaystyle{ 3Cu^{2+}=6e \to 3Cu^{o}}\)

\(\displaystyle{ 2Cr^{3+}=6e \to 2Cr^{o}}\)

\(\displaystyle{ 3 \ mole \ Cu --- 2 \ mole \ Cr}\)

\(\displaystyle{ 3 \cdot 63.5g \ Cu --- 2 \cdot 52g \ Cr}\)

\(\displaystyle{ 1.1858g \ Cu --- X}\)

\(\displaystyle{ -------------}\)

\(\displaystyle{ X=0.6474g \ Cr}\)

\(\displaystyle{ 1 \ mol \ hydratu ------- 2 \ mole \ Cr}\)

\(\displaystyle{ 1 \ mol \ hydratu ------- 104 \ g \ Cr}\)

\(\displaystyle{ X \ hydratu ------- 0.6474 \ g \ Cr}\)

\(\displaystyle{ ----------}\)

\(\displaystyle{ X=6.225 \cdot 10^{-3} \ mola \ hydratu}\)

\(\displaystyle{ 6.225 \cdot 10^{-3} \ mola \ hydratu ---------- 4.12g}\)

\(\displaystyle{ 1 \ mol \ hydratu ---------- Y}\)

\(\displaystyle{ ----------}\)

\(\displaystyle{ Y=661.85g}\)

\(\displaystyle{ 392+18 \cdot n=661.85}\)

\(\displaystyle{ n=15}\)


Następnym razem jeden post = jedno zadanie, poproszę.

[demosteneska]

O rany, bardzo bardzo bardzo dziękuję )

-- 13 cze 2013, o 17:53 --

W zadaniu 3 gubię się od miejsca:

\(\displaystyle{ 6g Cu ---- 2dm ^{3}

3g Cu ---- 1dm ^{3}}\)


Skąd się biorą 3g??

A w zad 4. dlaczego zakładamy, że dwa mole jonów chlorowych zastępowane są przez jeden tlen?
Przecież w chlorkach mogą być więcej niż 2 mole jonów chlorkowych...

[pesel]

a) No skoro 1.5g miedzi stanowiło 25% całej jej zawartości to miedzi w 2 litrach było 6 g a w jednym litrze 3g.

b)
Weź np. \(\displaystyle{ NaCl}\) oraz \(\displaystyle{ Na_{2}O}\)

albo \(\displaystyle{ MgCl_{2}}\) oraz \(\displaystyle{ MgO}\)

albo \(\displaystyle{ AlCl_{3}}\) oraz \(\displaystyle{ Al_{2}O_{3}}\)

................

Widzisz to?

[demosteneska]

O rany, widzę
Dziękuję !