CuSO4-Lösung sollen mit einem konstanten Strom elektrolysiert werden

Question

Aufgabe

50,0 ml CuSO4-Lösung der Konzentration 0,200 mol/l sollen mit einem konstanten Strom von 2,10 A elektrolysiert werden.

a)Geben Sie die Teilreaktionen für Kathode und Anode sowie die Gesamtreaktion der Elektrolyse an! Berechnen Sie, welche Masse Kupfer bei vollständiger Elektrolysereaktion abgeschieden wird!
b) Berechnen Sie die Zeit, die bis zur vollständigen Abscheidung des in der Lösung enthaltenen Kupfers benötigt wird!

Problem/Ansatz:

Hallo leute ,

könnte jemand mir helfen bei dieser Aufgabe ?

bei cuso4 denke ich Cu ist anode und So4 kathode richtig ? aber wi sollte Gesamtreaktion der Elektrolyse sein ?

Moalre masse 159,61g/mol

also n=C.V =0,200 * 50*10 hoch -3 = 0,01 mol

dann konnte ich nicht mehr weiter und wusste nicht welche rolle hier Strom spielt! 2,10V

und auch die zeit .

vielen Dank im voraus!

Answer 1

Salut Martin,

50,0 ml CuSO4-Lösung der Konzentration 0,200 mol/l sollen mit einem konstanten Strom von 2,10 A elektrolysiert werden.

a)Geben Sie die Teilreaktionen für Kathode und Anode sowie die Gesamtreaktion der Elektrolyse an.

Kathodenreaktion (-): Cu²⁺ (aq)  +  2 e^- →   Cu (s)     / * 2

Anodenreaktion (+): 2 H₂O (l)   →   O₂ (g)  +   4 H⁺ (aq)  +  4 e^-

Gesamtreaktion:

2 Cu²⁺ (aq) + 2 H₂O (l)   →   2 Cu (s) + O₂ (g) + 4 H⁺ (aq)

(Anmerkung: In SO₄^2- hat der Schwefel bereits die höchst mögliche Oxidationszahl von +VI erreicht und kann daher nicht mehr oxidiert werden. Oxidiert wird hingegen an der Anode H₂O (l).)

Berechnen Sie, welche Masse Kupfer bei vollständiger Elektrolysereaktion abgeschieden wird!

Die Stoffmenge n (CuSO₄) in der gegebenen Lösung beträgt:

n (CuSO₄)  =  0,05 L * 0,200 mol L^-1 =  0,01 mol

Die theoretisch abscheidbare Kupfermasse beträgt demnach:

m (Cu)  =  n (Cu) * M (Cu)  =  0,01 mol * 63,5 g mol^-1 =  0,635 g

b) Berechnen Sie die Zeit, die bis zur vollständigen Abscheidung des in der Lösung enthaltenen Kupfers benötigt wird!

Verwende zur Lösung folgendes Faraday -Gesetz:

I * t =  F * (m / M) * z

(F ist die Faraday - Konstante, z ist die Wertigkeit des Kupferions = 2)

Umstellen nach der gesuchten Zeit:

t =  F * (m / M) * z /  I

t =  9,65 * 10⁴ As mol^-1 * (0,635 g / 63,5 g mol^-1) * 2  /  2,10 A =  919 s =  15,32 min

Ich hoffe, das hilft dir :)

Comments

Ah Du bist wirklich ein Genie der Chemie. Ich habe mit vielen meiner Freunde kommuniziert, die es nicht wussten. Vielen Dank !!!

ganz Liebe Grüße

Martin