Chemia - Matura Czerwiec 2019, Poziom rozszerzony (Formuła 2007) - Zadanie 23.
Podczas przepływu prądu o natężeniu 2 A przez wodny roztwór soli zawierającej jony metalu X3+ wydzieliło się 2,08 g tego metalu w ciągu 1,5 h. Stała Faradaya F = 96500 C · mol–1.
Oblicz masę molową metalu X. Przyjmij, że podczas elektrolizy nie zachodziły na katodzie inne procesy redukcji.
Rozwiązanie
Schemat punktowania
2 p. – za zastosowanie poprawnej metody, poprawne wykonanie obliczeń i podanie wyniku
odpowiednich jednostkach.
1 p. – za zastosowanie poprawnej metody, ale:
– popełnienie błędów rachunkowych prowadzących do błędnego wyniku liczbowego
lub
– podanie wyniku z błędną jednostką lub bez jednostki.
0 p. – za zastosowanie błędnej metody obliczenia albo brak rozwiązania.
Uwaga: Należy zwrócić uwagę na zależność wyniku liczbowego od przyjętych zaokrągleń.
Poprawne rozwiązanie
Podczas elektrolizy zachodzi reakcja:
X3+ + 3e– → X
oznacza to, że na zredukowanie jednego mola jonów X3+ potrzeba trzech
moli elektronów, a więc ładunek równy 3 · 96500 C = 289500 C
Podczas elektrolizy przepłynął ładunek równy:
q = I ⋅ t = 2 A ⋅ 5400 s = 10800 C i ponieważ:
289500 C
⸺
x g
gdzie x jest masą jednego mola metalu
x = 289500 C ⋅ 2,08 g 10800 C = 55,76 g
M(Fe) = 55,76 g · mol−1
