Каков порядок выделения металлов при проведении электролиза раствора, содержащего ионы цинка, железа и свинца?

При проведении электролиза раствора, содержащего ионы цинка, железа и свинца, порядок выделения металлов определяется их стандартными потенциалами восстановления.

Стандартный потенциал восстановления (обычно обозначается как \(E^{\circ}\)) - это мера склонности вещества принять электроны и восстановиться при электролизе. Величина \(E^{\circ}\) показывает, насколько легко металл будет выделяться на катоде электролиза.

Чем выше (более положительное) значение \(E^{\circ}\), тем легче металл будет выделяться на катоде. Таким образом, металлы с более высокими значениями \(E^{\circ}\) будут выделяться первыми.

Теперь рассмотрим стандартные потенциалы восстановления для ионов цинка (\(Zn^{2+}\)), железа (\(Fe^{2+}\)) и свинца (\(Pb^{2+}\)). Значения стандартных потенциалов восстановления можно найти в таблицах электрохимических серий.

- \(E^{\circ}(Zn^{2+}/Zn) = -0.76 \, V\)
- \(E^{\circ}(Fe^{2+}/Fe) = -0.44 \, V\)
- \(E^{\circ}(Pb^{2+}/Pb) = -0.13 \, V\)

Таким образом, по возрастанию стандартных потенциалов восстановления, порядок выделения металлов при проведении электролиза данного раствора будет следующим:

1. Свинец (Pb) - ион свинца имеет самое низкое значение \(E^{\circ}\), поэтому он будет выделяться первым.
2. Железо (Fe) - затем следует ион железа, у которого значение \(E^{\circ}\) выше, чем у иона свинца.
3. Цинк (Zn) - ион цинка имеет наивысшее значение \(E^{\circ}\), поэтому он будет выделяться последним в данном растворе.

Этот порядок выделения металлов в электролизе основан на их стандартных потенциалах восстановления и поможет школьникам понять, как происходит процесс электролиза и выбор порядка выделения металлов.