На электроды, помещенные в раствор медного купороса, подано напряже- ние 12 в. Какую энергию необходимо израсходовать, чтобы получить 1 кг меди?
Ответы
Для получения 1 кг меди из раствора медного купороса необходимо произвести электролиз, в результате которого медь осаждается на катоде, а купорос разлагается на аноде, выделяя кислород.
Молярная масса медного купороса (CuSO4) составляет 159,6 г/моль, а молярная масса меди (Cu) - 63,5 г/моль.
Для рассчета энергии, необходимой для получения 1 кг меди, необходимо сначала рассчитать количество меди, которое можно получить из 1 моль медного купороса:
1 моль CuSO4 -> 1 моль Cu
Масса 1 моля медного купороса:
159,6 г/моль
Масса меди, которую можно получить из 1 моля медного купороса:
63,5 г/моль
Таким образом, чтобы получить 1 кг меди, необходимо 1000 г / 63,5 г/моль = 15,75 моль медного купороса.
Теперь можем рассчитать энергию, необходимую для процесса электролиза:
Электрическая энергия = молярная масса медного купороса * количество медного купороса * мольная константа * напряжение
где мольная константа для электрона равна 96500 Кл/моль.
Электрическая энергия = 159,6 г/моль * 15,75 моль * 96500 Кл/моль * 12 В = 2,3 МДж (мегаджоулей)
Таким образом, для получения 1 кг меди из раствора медного купороса при помощи электролиза необходимо затратить около 2,3 МДж энергии.
m=1 kg
k=33×10^-6
U= 12 B
Q=? МДж
Q= mu/k= 1×12/33×10^-8= 0.36×10^8= 36×10^6=36МДж