Задача 8.2.31

Решение

Про гальванические элементсы в общем и про элемент Даниэля в частности рекомендую почитать Сивухина т.3 параграф 96. Схема элемента Даниэля показана на рисунке:

На поверхности цинковой пластины возникает двойной электрический слой:

$$\ce{Zn}\leftrightarrow \ce{Zn^2+}+2e$$

На поверхности медной пластины также возникает двойной электрический слой:

$$\ce{Cu}\leftrightarrow \ce{Cu^2+}+2e$$

Полная реакция в элементе Даниэля имеет вид:

$$\ce{Zn}+\ce{CuSO4}\to \ce{Cu}+\ce{ZnSO4}$$

Oбщий заряд, прошедший через элемент:

$$Q=It$$

Количество молей перенесенных электронов:

$$\nu_{e}=\frac{Q}{N_{A}\cdot e}=\frac{I\cdot t}{N_{A}\cdot e}$$

Из окислительно-восстановительных реакций следует, что количество молей цинка и медного купороса в 2 раза меньше количества молей прошедших электронов:

$$\nu=\nu_{\ce{Zn}}=\nu_{\ce{Cu}}=\frac{\nu_{e}}{2}=\frac{I\cdot t}{2\cdot N_{A}\cdot e}$$

Подставив числовые значения величин, получим:

$$\nu=1,49\cdot10^{-2}\text{ моль}$$