Рассмотрим задачу: "Какая масса железа выделится на катоде при прохождении 96500 Кл электричества через раствор FeSO₄?"
Цель — понять, как вычислить массу выделившегося железа, исходя из заряда.
Шаг 1. Запишем уравнение реакции на электроде (редукция железа):
[ \text{Fe}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Fe} ]
Это значит, что для осаждения 1 моля железа (Fe) необходимо 2 электрона.
Шаг 2. Определим, сколько молей железа выделится при передаче 96500 Кл электричества.
Для этого используем количество вещества по формуле:
[ n = \frac{Q}{z \times F} ]
где:
- ( Q = 96500, \text{Кл} ) — заряд,
- ( z = 2 ) — число электронов, необходимых для осаждения 1 моля железа,
- ( F \approx 96485, \text{Кл/моль} ) — постоянная Фарадея.
Шаг 3. Подсчёт количества молей железа:
[
n = \frac{96500}{2 \times 96485} \approx \frac{96500}{192970} \approx 0.5, \text{моль}
]
Это означает, что при этом заряде выделится примерно 0.5 моль железа.
Шаг 4. Переведём количество молей железа в массу:
[
m = n \times M
]
где ( M ) — молярная масса железа:
[ M \approx 55.85, \text{г/моль} ]
Тогда:
[
m = 0.5 \times 55.85 \approx 27.93, \text{г}
]
Ответ:
При прохождении 96500 Кл электричества через раствор FeSO₄ выделится примерно 27.93 грамм железа.
