1. Какое количество двухвалентных атомов цинка можно получить на катоде в течение 5,0 минут при электролизе водного

Конечная задача заключается в определении количества двухвалентных атомов цинка, которые можно получить на катоде в течение 5,0 минут при электролизе водного раствора сульфата цинка и токе силой 2,5 ампера.

Для решения этой задачи нам понадобится использовать законы электролиза. Закон Фарадея связывает количество вещества, полученного или потребляемого в процессе электролиза, с количеством прошедшего через электролит заряда. Формула для этого закона выглядит следующим образом:

\[m = \frac{It}{nF}\]

где \(m\) - количество вещества (в молях), \(I\) - сила тока (в амперах), \(t\) - время электролиза (в секундах), \(n\) - количество переданных электронов (в молях), \(F\) - постоянная Фарадея (\(F = 96 500 \, \text{Кл/моль}\)).

В нашей задаче нам нужно найти количество двухвалентных атомов цинка. Поскольку цинк имеет молярную массу \(M = 65,38 \, \text{г/моль}\), мы будем использовать следующую формулу для расчета количества двухвалентных атомов цинка:

\[N = \frac{m}{2M}\]

где \(N\) - количество двухвалентных атомов цинка, \(m\) - количество вещества (в молях), \(M\) - молярная масса цинка.

Итак, чтобы решить задачу, нам нужно выполнить несколько шагов:

1. Найти количество переданных зарядов.

Мы знаем, что сила тока \(I = 2,5 \, \text{А}\) и время \(t = 5,0 \, \text{мин} = 300 \, \text{с}\). Подставим эти значения в формулу Фарадея:

\[Q = It\]

2. Найти количество переданных электронов.

Мы знаем, что один моль электронов содержит \(N_A = 6,0221 \times 10^{23}\) электронов. Таким образом, количество переданных электронов равно:

\[n = \frac{Q}{e}\]

где \(e\) - заряд электрона (\(e = 1,602 \times 10^{-19} \, \text{Кл}\)).

3. Найти количество вещества цинка.

Мы знаем, что \(n = \frac{m}{nF}\), где \(m\) - количество вещества (в молях). Раскрываем формулу:

\[m = nF\]

4. Найти количество двухвалентных атомов цинка.

Для этого применим формулу \(N = \frac{m}{2M}\).

Таким образом, применяя все эти шаги, мы сможем получить ответ.