Для решения данной задачи необходимо знать массу одного моля висмута и соответствующие реакции на электродах.
1. Расчет массы одного моля висмута (Bi):
- Атомная масса Bi = 208,98 г/моль
- Молярная масса Bi = атомная масса Bi = 208,98 г/моль
2. Реакции на электродах:
Катод: Bi3+ + 3e- → Bi
Анод: 2NO3- → O2 + 2e-
3. Суммарный процесс электролиза:
2Bi(NO3)3 → 2Bi + 6NO3- → 2Bi + 6NO3- + 6e- → 2Bi + 3O2 + 6e-
Из реакции на катоде видно, что на образование 1 моля висмута (Bi) необходимо 3 моля электронов.
Рассчитаем количество молей Bi(NO3)3, соответствующее массе 0,2 г:
Мольная масса Bi(NO3)3 = (208,98 г/моль + 3(14,01 г/моль + 16,00 г/моль)) = 535,98 г/моль
Количество молей Bi(NO3)3 = масса Bi(NO3)3 / молярная масса Bi(NO3)3
= 0,2 г / 535,98 г/моль
≈ 0,000373 моль Bi(NO3)3
Так как для образования 1 моля висмута (Bi) требуется 3 моля электронов, то для образования 0,000373 моль Bi(NO3)3 требуется:
0,000373 моль Bi(NO3)3 × 3 моль электронов/моль Bi(NO3)3 = 0,001119 моль электронов
Одно моль электронов соответствует 1 фараду, следовательно, количество кулонов электричества:
Количество кулонов = количество молей электронов × заряд электрона
= 0,001119 моль × 6,242 × 10^18 Кл/моль
≈ 6,988 × 10^15 Кл
Таким образом, чтобы на катоде выделилось 0,2 г висмута, необходимо пропустить примерно 6,988 × 10^15 Кл электричества через раствор Bi(NO3)3.