Elektrolízisben valaki jártas?

Tudni kell a mögötte lejátszódó folyamatokat.

Az ezüst oldatból a fémezüst kiválik a fém felszínén, miközben annak ionjai az oldatba mennek. Az ezüst kiválása utáni folyamatban a +/- tömegnövekedés, megadták: 753g volt. Ez még önmagában kevés, csak egy tömegmérleg.

Jön a másik oldal: ami oldatba ment fémion, mennyi töltéssel volt lehetséges leválasztani. Ezen el lehet indulni:

Q=I*t, azaz 2,5A * 386s = 965 Coulomb

Faraday törvénye értelmében: 1 mol egyszeresen pozitív, vagy 0,5 mol 2-szeresen pozitív (még nem tudjuk melyik) fém kiválasztásához 96500 Coulomb töltés kell.

Itt akkor kapunk egy anyagmennyiséget:

965 / 96500 = 0,01mol egyszeresen pozitív,

vagy

965/ 193000 = 0,005 mol kétszeresen pozitív iont keresünk.

Az elektrokémiailag egyenértékű ezüstion mennyisége ezzel mindenképpen 0,01mol (mert az ezüst 1x-esen pozitív kation).

Emiatt, pusztán hogy mennyi töltést kellett felhasználni, meg is van, hogy az oldat kiindulási ezüst ion mennyisége 0,01 mol volt, és mivel ez 100 cm3-ben van, a koncentrációja: 0,1 mol/dm3. Ezzel megvan az a.,válaszod.

Most már mehetünk vissza a tömegkülönbséghez.

Ez ezüst mólsúlyát tudjuk: 107,9g/mol.

A teljes anyagmenniysége 0,01 mol volt.

Ennek tömege: 1,079 g.

Az elektród tömege 0,753 g-mal nőtt csak, hiszen az ezüst felrakódás közben az ismeretlen fém meg az oldatba ment, tömegcsökkenést okozva. Mekkora ez? Nyilván a különbség.

m(ismeretlen)= 1,079 - 0,753 = 0,326 g

Tehát tudunk valamit, aminek az elektrokémiai egyenérték miatt az alábbiak a viszonyai:

1. vagy 0,01 mol anyagmennyiségű 1 vegyértékű

és 0,326g tömegű,

Ekkor móltömege: 32,6 g/mol

2. vagy 0,005 mol anyagmennyiségű 2 vegyértékű

és 0,326g tömegű

Ekkor móltömege: 65,2g/mol

De melyik?

Ehhez kell a valóságtáblázat, ami nem más mint a periódusos rendszer. Nézzük meg!

Van 1 vegyértékű, 32,6g/mol móltömegű fém? NINCS.

Van 2 vegyértékű, 65,2 g/mol móltömegű fém? Igen, a Cink.

(a pontos adat 65,4g/mol, de számítási közelítéssel, illetve valószínűleg az ezüst móltömegét kereken 108g-nak vették a példában, kis eltéréssel de ez a megoldás).

Amit a példában esetleg nem mondtak el, kaphatunk tehát többféle matematikai eredményt, de mivel csak egyik létezik, csak az lehet a megoldás.

(amúgy a 3 vegyértékre is leszámolva, kaphatunk egy hipotetikus, 97,8 g/mol móltömegű 3-értékű fémet is megfejtésnek, amely mólsúlyban 1% eltéréssel az erősen radioaktív Technéciumhoz állna közel, a példa megalkotói ezt valószínűleg figyelmen kívül hagyták, illetve nem életszerű :-) )