рассчитайте при какой силе тока можно выделить всю медь в течении 15 мин из 120 мл 0,2 н раствора нитрата меди?

V(Cu(NO3)2)p-pa = 120 мл = 0,12 л
Сн (Cu(NO3)2) = 0,2 н = 0,2 моль-экв/л
∆t = 15 мин = 900 с
F = 96500 Кл/моль – постоянная Фарадея.

Соль Cu(NO3)2 образована слабым основанием Cu(OH)2 и сильной кислотой HNO3. В водном растворе нитрат меди подвергнется гидролизу.
Cu(2+) + H2O = CuOH(+) + H(+) (рН < 7 – кислая среда)
Анодный процесс.
При электролизе растворов, содержащих в своем составе ион NO3(-), на аноде происходит электрохимическое окисление воды с выделением свободного кислорода (поскольку среда кислая)
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑(рН < 7)
Катодный процесс.
Поскольку медь в электрохимическом ряду напряжений стоит после водорода, то на катоде будет происходить восстановление ионов Cu(2+)
Катод (-) Cu(2+) + 2e = Cu↓
Тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора нитрата алюминия.
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑ | 1 - окисление
Катод (-) Cu(2+) + 2e = Cu↓ | 2 – восстановление
Уравнение электролиза
2Cu(NO3)2 + 2Н2О = 2Cu↓ + 4HNO3 + О2↑

Дальше можно решать несколькими способами.

Первый способ - простой
Количество вещества эквивалента нитрата меди Cu(NO3)2 в 120 мл 0,2 н раствора
n(Cu(NO3)2)экв = Сн (Cu(NO3)2)*V(Cu(NO3)2)p-pa = 0,2*0,12 = 0,024 моль-экв
По закону эквивалентов
n(Cu(NO3)2)экв = n(Cu)экв = 0,024 моль-экв
По закону Фарадея количество вещества эквивалента меди, выделившееся на катоде.
n(Cu)экв = I*∆t/F
Отсюда необходимая сила тока для осаждения всей меди.
I = n(Cu)экв*F/∆t = 0,024*96500/900 = 2,57 A

Второй способ - традиционный
Эквивалентное число нитрата меди (II)
z(Cu(NO3)2) = z(Cu)*x(Cu) = 2*1 = 2
z(Cu) = 2 – валентность меди в Cu(NO3)2
x(Cu) = 1 – число атомов меди Cu(NO3)2
Молярная концентрация Cu(NO3)2 в растворе
См (Cu(NO3)2) = Сн (Cu(NO3)2)/z(Cu(NO3)2) = 0,2/2 = 0,1 моль/л
Количество вещества нитрата меди Cu(NO3)2 в 120 мл 0,2 н раствора
n(Cu(NO3)2) = См (Cu(NO3)2)*V(Cu(NO3)2)p-pa = 0,1*0,12 = 0,012 моль
По уравнению реакции количество вещества осажденной на катоде меди
n(Cu) = n(Cu(NO3)2) = 0,012 моль
Масса осажденной меди
m(Cu) = n(Cu)*M(Cu) = 0,012*64 = 0,768 г
Эквивалентная масса меди
Mэкв (Cu) = M(Cu)/z(Cu) = 64/2 = 32 грамм-экв
z(Cu) = 2 – количество электронов принятых ионами Cu(2+) при восстановлении
По закону Фарадея масса выделившейся на катоде меди
m(Cu) = Mэкв (Cu)*I*∆t/F
Отсюда необходимая сила тока для осаждения всей меди.
I = m(Cu)*F/(∆t*Mэкв (Cu)) = 0,768*96500/(900*32) = 2,57 A

з-н Фарадея примени