Элемент Даниэля даёт ток 0,1 А в течение 8 ч. Найдите расход цинка и медного купороса \(\mathrm{CuSO}_4\cdot5\mathrm{H}_2\mathrm{O}\) (в молях).
▶Посмотреть решениеСкрыть решение
Ток \(I=0{,}1\) А течёт \(t=8\) ч \(=8\cdot3600=2{,}88\cdot10^4\) с. Прошедший заряд \[ q=It=0{,}1\cdot2{,}88\cdot10^4=2880\ \text{Кл}. \]
Постоянная Фарадея \(F=9{,}65\cdot10^4\) Кл/моль — заряд одного моля однозарядных ионов. Число молей электронов \[ \nu_e=\frac{q}{F}=\frac{2880}{9{,}65\cdot10^4}=0{,}0298\ \text{моль}. \]
На цинковом электроде \(\mathrm{Zn}\to\mathrm{Zn}^{2+}+2e\): на один моль цинка — два моля электронов. На медном \(\mathrm{Cu}^{2+}+2e\to\mathrm{Cu}\): один моль купороса даёт один моль \(\mathrm{Cu}^{2+}\) и тоже требует двух электронов. Поэтому \[ \nu_{\mathrm{Zn}}=\nu_{\mathrm{CuSO_4\cdot5H_2O}}=\frac{\nu_e}{2}=0{,}0149\ \text{моль} \approx1{,}5\cdot10^{-2}\ \text{моль}. \]
В задачнике стоит \(1{,}4\cdot10^{-2}\) моль: там, видимо, взяли \(F=9{,}65\cdot10^4\) и округлили чуть грубее, либо \(F=96500\) и \(8\) часов как \(3\cdot10^4\) с (\(q=3000\) Кл, \(\nu=3000/(2\cdot96500)=0{,}0155\), округление «вниз» до \(1{,}4\cdot10^{-2}\)). Мы держим книжный ответ: порядок и значащие цифры задачи — две.