電気化学の問題：ZnSO4溶液の電気分解の体積を求める方法

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このQ&Aのポイント
  • ZnSO4溶液を白金電極を用いて電気分解する際、一定電流と時間によってZnがカソード上に析出する。問題では、H2の体積を求める必要があるが、まずはZnの析出量を計算する。
  • Znのカソード上への析出量を求めるには、電解反応式の電子数比を考慮して計算する必要がある。また、H2の発生量も考慮する必要があり、電流量から求めることができる。
  • これらの計算を行い、Znの収率とH2の体積を求めることができる。ただし、問題ではQ=QZn+QH2の式の考慮が求められているため、この式を利用して正確な値を求めることが必要となる。
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電気化学

ZnSO4溶液を白金電極を用いて、一定電流0.750Aで30.0分間電気分解する。この間0.352gのZnがカソード上に析出する。電気分解の間H2の泡がカソードから出てゆくのが観測できた。このH2の体積はSTPでいくらか？ 以上のような問題を出されました。 Δm=MΔn=MIt/lzlF =65.38×10＾-3×0.750×1800/l2l×96485=4.57×10-4(kg) Znの収率は3.53/4.57=0.770 残りはH2の発生に使われたので Δn=0.230×0.750×1800/96485＝0.00322(mol) V=ΔnRT/P=0.00332×8.314×273/101.3×10＾3=7.21×10＾-5(m3) と解答したのですが、 Zn2+　+ 2e →Zn 2H+　+　2e→ H2 Q=QZn+QH2 を考慮して考えろと言われました。 どのように答えを導き出すのでしょうか？

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  • ht1914
  • ベストアンサー率44% (290/658)
回答No.1

亜鉛の場合には２ｅの２を考慮していますね。 水素でも２が必要です。 ７．２でなくて３．６になるはずです。 亜鉛の収率という言葉を使われていますが「？」です。これだと「溶液の中に含まれている亜鉛のうちいくらが回収できたか」のイメージになります。流した電流のうち亜鉛の析出に使われたのはいくらかというのであれば電流効率の方が近いです。でも敢えてそういう言葉を使わずに亜鉛の析出に使われたのはいくら、流れた電気量はいくら、差はいくらと順番に求めていっていいのではと思います。 一つの式でやろうとしているので亜鉛と水素が反応として同じように捕らえられていなかったのではないでしょうか。式は両方とも分かっているのですから自分でチェックできるはずだと思います。

その他の回答 (1)

  • c80s3xxx
  • ベストアンサー率49% (1631/3289)
回答No.2

通電した総電気量を求める(電流値と通電時間から)． 析出亜鉛の物質量から析出に必要な電気量を求める． 残りが水素発生に使われた．残りの電気量から発生量を求める． あるいは 通電した総電気量を求める(電流値と通電時間から)． 総電子数(mol でも個数でも可)に換算する(ファラデー定数or電気素量)． 析出亜鉛の物質量を求め，ここで消費された総電子数を求める． 残りが水素発生に使われた．残りの電子数から発生量を求める．

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