Какая будет масса образовавшегося вещества в растворе FeSO4 после проведения электролиза в течение 5 часов при силе

Для решения этой задачи нам понадобится использовать формулу Фарадея для электролиза.
Формула Фарадея позволяет найти количество образовавшегося вещества при проведении электролиза. Она выглядит следующим образом:

\[ m = \frac{{Q}}{{zF}} \cdot M, \]
где:
m - масса образовавшегося вещества,
Q - количества электричества, выраженного в кулонах,
z - количество электронов, участвующих в реакции,
F - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль,
M - молярная масса вещества.

Для начала, нам необходимо найти количество электричества, используя силу тока и время. Для этого мы используем формулу:

\[ Q = I \cdot t, \]
где:
Q - количество электричества (в кулонах),
I - сила тока (в амперах),
t - время электролиза (в секундах).

В нашем случае, сила тока равна 50 A, а время - 5 часов, что равно 18000 секундам. Подставим значения в формулу:

\[ Q = 50 \cdot 18000 = 900000 \, \text{Кл}. \]

Теперь найдем массу образовавшегося вещества. Для этого нам необходимо знать количество электронов, участвующих в реакции, и молярную массу вещества.

В задаче указано, что η = 80%. Η (эта) - это степень электрохимической эквивалентности, которая характеризует отношение количества образовавшегося вещества к количеству переданного электричества. Чтобы найти количество электронов, участвующих в реакции, мы можем использовать формулу:

\[ η = \frac{{z \cdot F \cdot M}}{{Q}} \cdot 100\%, \]
где:
η - степень электрохимической эквивалентности (в процентах).

Мы можем переставить формулу, чтобы найти z:

\[ z = \frac{{η \cdot Q}}{{F \cdot M}} \cdot 100\%. \]

Подставим известные значения и рассчитаем z:

\[ z = \frac{{80 \cdot 900000}}{{96485 \cdot M}} \cdot 100\%. \]

Теперь нам нужно найти молярную массу вещества FeSO4.

M(Fe) = 55.845 г/моль,
M(S) = 32.06 г/моль,
M(O) = 16.00 г/моль.

M(SO4) = 32.06 г/моль + 4 * 16.00 г/моль = 96.06 г/моль,

M(FeSO4) = 55.845 г/моль + 96.06 г/моль = 151.905 г/моль.

Теперь, имея значение z и молярную массу FeSO4, мы можем найти массу образовавшегося вещества, используя формулу Фарадея:

\[ m = \frac{{Q}}{{zF}} \cdot M = \frac{{900000}}{{z \cdot 96485}} \cdot 151.905. \]

Подставим значение z и рассчитаем массу образовавшегося вещества:

\[ m = \frac{{900000}}{{(80 \cdot 900000)/(96485 \cdot 151.905)}} \cdot 151.905 = 189.595 \, \text{г}. \]

Таким образом, масса образовавшегося вещества в растворе FeSO4 после проведения электролиза в течение 5 часов при силе тока 50 A (η=80%) составляет примерно 189.6 г (с точностью до десятых грамма).