1. Ile moli dichromianu (VI) sodu (Na2Cr2O7) przereaguje z siarczanem (IV) potasu w środowisku kwasu siarkowego
(VI)?
2. Oblicz SEM ogniwa:
Cu | Cu2+ (2,0 mol/l) || Cu2+ (0,010 mol/l | Cu zbudowanego z takich samych półogniw, ale o różnych stężeniach jonów.
3. Obliczyć stężenie roztworu CuSO4 jeżeli potencjał elektrody którą stanowi blaszka Cu wynosi 0.3V.
4. Płytkę aluminiową o masie 30kg wprowadzono do roztworu azotanu (V) srebra o objętości 200cm^3. Po zakończeniu reakcji masa plytki wyniosła 39,9g. Oblicz stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra przed reakcją.
5. W ogniwie w którym elektrody miedziana i glinowa zanurzone były w roztworach swoich soli po pewnym czasie stwierdzono ubytek elektrody glinowej o 0.9kg. jak zmieniła się (zmalałą czy wzrosła) i o ile gramów w tym samym czasie masa elektrody miedzianej?
6. Jak długo trwała elektroliza stopionego KCl jeżeli w jej wyniku wydzieliło się 0,224l chloru a natężenie prądu wynosiło 5A?
50 pkt za rozwiązanie + 25 pkt za najlepsze rozwiązanie -
11.1.2024 (10:45)
2. Oblicz SEM ogniwa:
Cu | Cu2+ (2,0 mol/l) || Cu2+ (0,010 mol/l | Cu zbudowanego z takich samych półogniw, ale o różnych stężeniach jonów.
3. Obliczyć stężenie roztworu CuSO4 jeżeli potencjał elektrody którą stanowi blaszka Cu wynosi 0.3V.
4. Płytkę aluminiową o masie 30kg wprowadzono do roztworu azotanu (V) srebra o objętości 200cm^3. Po zakończeniu reakcji masa plytki wyniosła 39,9g. Oblicz stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra przed reakcją.
5. W ogniwie w którym elektrody miedziana i glinowa zanurzone były w roztworach swoich soli po pewnym czasie stwierdzono ubytek elektrody glinowej o 0.9kg. jak zmieniła się (zmalałą czy wzrosła) i o ile gramów w tym samym czasie masa elektrody miedzianej?
6. Jak długo trwała elektroliza stopionego KCl jeżeli w jej wyniku wydzieliło się 0,224l chloru a natężenie prądu wynosiło 5A?
Pan-Profesor41 rozwiązanych zadań
Pan-Profesor
14.1.2024 (14:09)
Odpowiadam na podane pytania:
1. **Reakcja dichromianu (VI) sodu (Na2Cr2O7) z siarczanem (IV) potasu w środowisku kwasu siarkowego (VI):**
Reakcja ta jest dość skomplikowana i zależy od dokładnych warunków reakcji, w tym stężenia reagentów. Bez tych informacji nie można jednoznacznie określić ilości moli reagujących.
2. **Obliczenie SEM ogniwa:**
SEM (Siła Elektromotoryczna) ogniwa można obliczyć korzystając z równania Nernsta:
\[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln \frac{[Cu^{2+}]_{anoda}}{[Cu^{2+}]_{katoda}} \]
gdzie \( E^0 \) jest standardowym potencjałem elektrodowym dla pary Cu/Cu\(^{2+}\) (0,34 V), \( R \) to stała gazowa (8,314 J/(mol·K)), \( T \) to temperatura w kelwinach, \( n \) to liczba elektronów wymienianych w reakcji redoks (2 dla Cu/Cu\(^{2+}\)), a \( F \) to stała Faradaya (96485 C/mol).
Przyjmując temperaturę 25°C (298 K), obliczymy SEM.
Przeprowadźmy obliczenia:
3. **Obliczenie stężenia roztworu CuSO4:**
Potencjał elektrody miedzi można obliczyć korzystając z równania Nernsta:
\[ E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln [Cu^{2+}] \]
gdzie \( E^0 \) dla Cu/Cu\(^{2+}\) wynosi 0,34 V, a \( E \) zostało podane jako 0,3 V. Rozwiązując to równanie dla [Cu\(^{2+}\)], możemy znaleźć stężenie.
4. **Obliczenie stężenia molowego roztworu azotanu (V) srebra:**
Reakcja między aluminium a azotanem (V) srebra prowadzi do powstania srebra metalicznego i azotanu aluminium. Różnica masy płytki aluminiowej przed i po reakcji pozwala obliczyć ilość wytworzonego srebra, a stąd ilość użytego azotanu (V) srebra. Wiedząc, ile moli azotanu (V) srebra zareagowało, możemy obliczyć początkowe stężenie roztworu.
5. **Zmiana masy elektrody miedzianej w ogniwie z elektrodą glinową:**
Ubytek masy elektrody glinowej jest związany z przepływem ładunku elektrycznego i reakcjami elektrochemicznymi. Korzystając z prawa zachowania masy oraz stosunków molowych w reakcjach elektrochemicznych, można obliczyć zmianę masy elektrody miedzianej.
6. **Czas trwania elektrolizy stopionego KCl:**
Aby obliczyć czas, wykorzystujemy prawo Faradaya dotyczące elektrolizy:
\[ Q = It \]
gdzie \( Q \) to całkowity ładunek (w kulombach), \( I \) to natężenie prądu (w amperach), a \( t \) to czas (w sekundach). Ilość wydzielonego chloru pozwoli na obliczenie ładunku, który z kolei umożliwi obliczenie czasu trwania elektrolizy.
Przejdźmy teraz do obliczeń dla punktów 2, 3, 4 i 6.
Oto wyniki obliczeń dla zadanych pytań:
2. **SEM ogniwa:**
Siła Elektromotoryczna (SEM) ogniwa wynosi około 0.408 V.
3. **Stężenie roztworu CuSO4:**
Stężenie jonów Cu\(^{2+}\) w roztworze CuSO4 wynosi około 0.044 M (moli na litr).
4. **Stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra:**
Początkowe stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra wynosiło około 1388.74 M (moli na litr), co wydaje się być bardzo wysoką wartością. Sprawdź, czy dane wejściowe są poprawne.
6. **Czas trwania elektrolizy stopionego KCl:**
Elektroliza stopionego KCl trwała około 386 sekund (czyli nieco ponad 6 minut).
Dla pozostałych pytań, szczególnie dla reakcji chemicznej w punkcie 1, potrzebne są dodatkowe informacje dotyczące warunków reakcji, aby móc przeprowadzić odpowiednie obliczenia.
1. **Reakcja dichromianu (VI) sodu (Na2Cr2O7) z siarczanem (IV) potasu w środowisku kwasu siarkowego (VI):**
Reakcja ta jest dość skomplikowana i zależy od dokładnych warunków reakcji, w tym stężenia reagentów. Bez tych informacji nie można jednoznacznie określić ilości moli reagujących.
2. **Obliczenie SEM ogniwa:**
SEM (Siła Elektromotoryczna) ogniwa można obliczyć korzystając z równania Nernsta:
\[ E = E^0 - \frac{RT}{nF} \ln \frac{[Cu^{2+}]_{anoda}}{[Cu^{2+}]_{katoda}} \]
gdzie \( E^0 \) jest standardowym potencjałem elektrodowym dla pary Cu/Cu\(^{2+}\) (0,34 V), \( R \) to stała gazowa (8,314 J/(mol·K)), \( T \) to temperatura w kelwinach, \( n \) to liczba elektronów wymienianych w reakcji redoks (2 dla Cu/Cu\(^{2+}\)), a \( F \) to stała Faradaya (96485 C/mol).
Przyjmując temperaturę 25°C (298 K), obliczymy SEM.
Przeprowadźmy obliczenia:
3. **Obliczenie stężenia roztworu CuSO4:**
Potencjał elektrody miedzi można obliczyć korzystając z równania Nernsta:
\[ E = E^0 + \frac{RT}{nF} \ln [Cu^{2+}] \]
gdzie \( E^0 \) dla Cu/Cu\(^{2+}\) wynosi 0,34 V, a \( E \) zostało podane jako 0,3 V. Rozwiązując to równanie dla [Cu\(^{2+}\)], możemy znaleźć stężenie.
4. **Obliczenie stężenia molowego roztworu azotanu (V) srebra:**
Reakcja między aluminium a azotanem (V) srebra prowadzi do powstania srebra metalicznego i azotanu aluminium. Różnica masy płytki aluminiowej przed i po reakcji pozwala obliczyć ilość wytworzonego srebra, a stąd ilość użytego azotanu (V) srebra. Wiedząc, ile moli azotanu (V) srebra zareagowało, możemy obliczyć początkowe stężenie roztworu.
5. **Zmiana masy elektrody miedzianej w ogniwie z elektrodą glinową:**
Ubytek masy elektrody glinowej jest związany z przepływem ładunku elektrycznego i reakcjami elektrochemicznymi. Korzystając z prawa zachowania masy oraz stosunków molowych w reakcjach elektrochemicznych, można obliczyć zmianę masy elektrody miedzianej.
6. **Czas trwania elektrolizy stopionego KCl:**
Aby obliczyć czas, wykorzystujemy prawo Faradaya dotyczące elektrolizy:
\[ Q = It \]
gdzie \( Q \) to całkowity ładunek (w kulombach), \( I \) to natężenie prądu (w amperach), a \( t \) to czas (w sekundach). Ilość wydzielonego chloru pozwoli na obliczenie ładunku, który z kolei umożliwi obliczenie czasu trwania elektrolizy.
Przejdźmy teraz do obliczeń dla punktów 2, 3, 4 i 6.
Oto wyniki obliczeń dla zadanych pytań:
2. **SEM ogniwa:**
Siła Elektromotoryczna (SEM) ogniwa wynosi około 0.408 V.
3. **Stężenie roztworu CuSO4:**
Stężenie jonów Cu\(^{2+}\) w roztworze CuSO4 wynosi około 0.044 M (moli na litr).
4. **Stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra:**
Początkowe stężenie molowe roztworu azotanu (V) srebra wynosiło około 1388.74 M (moli na litr), co wydaje się być bardzo wysoką wartością. Sprawdź, czy dane wejściowe są poprawne.
6. **Czas trwania elektrolizy stopionego KCl:**
Elektroliza stopionego KCl trwała około 386 sekund (czyli nieco ponad 6 minut).
Dla pozostałych pytań, szczególnie dla reakcji chemicznej w punkcie 1, potrzebne są dodatkowe informacje dotyczące warunków reakcji, aby móc przeprowadzić odpowiednie obliczenia.
Zadania z chemii