Сколько минут следует пропускать ток силой 0,5 А через раствор нитрата серебра для выделения 0,27 г серебра? Приведите уравнения электродных процессов.
Решение
Уравнение диссоциации соли:
AgNO3 → Ag+ + NO3
(-) катод: Ag+, H2O
Т.к. серебро в электрохимическом ряду напряжений металлов расположено после водорода, то на катоде будет происходить восстановление серебра. (+) анод: NO3, H2O
Кислородсодержащие анионы, в состав которых входит элемент в высшей степени окисления, на аноде не окисляются
. Происходит окисление молекул воды.
Электродные реакции:
Катод: Ag+ + e- → Ag0 | 4 – процесс восстановления
Анод: 2H2O - 4e- → O2↑ + 4H+ | 1 – процесс окисления
Суммарно: 4Ag+ + 2H2O электролиз 4Ag0 + O2↑ + 4H+
Молекулярное уравнение электролиза:
4AgNO3 + 2H2O электролиз 4Ag0 + O2↑ + 4HNO3
По закону Фарадея масса серебра, выделившегося на катоде, рассчитывается следующим образом:
m(Ag) = MAg·I·tn∙F , где
MAg – молярная масса серебра, г/моль;
n- число электронов, участвующих в электродной реакции;
I – сила тока, А;
t – время электролиза, с;
F – постоянная Фарадея, Кл/моль.
Отсюда выражаем и рассчитываем время электролиза:
t= m(Ag) ∙n∙FMAg·I=0,27 ∙1∙96500108∙0,5=482,5 с=8 мин
Ответ: 8 мин