Elektrokémiai feladat, tudnátok segíteni?

Ne haragudj, de mi a kiírás némileg hiányosnak tűnik. Egyáltalán mi a kérdés (vagy a feladat)? Anélkül nehéz pontos választ adni, bár megpróbálhatom. A Hg-os részt próbálom elmagyarázni, a lényeg a rézzel is ugyanaz.

Úgynevezett cementációs reakciók játszódnak le, vagyis a lemezeken lévő ismeretlen fém "oldatba megy", azaz oxidálódik. Úgy is mondhatjuk, hogy a fématomok leadnak valahány elektront, és az így keletkező fémionok az oldatba mennek. Emiatt valamennyivel csökken a lemezek tömege.

Másrészt (ez a cementációs reakció másik fele) az oldatban lévő higany(II)-ionok felvesznek iononként 2-2 elektront, azaz redukálódnak. Az így keletkező fémhigany (higany-atomok) kiválnak a platinalemez felületére, növelve annak tömegét.

[A másik oldat esetében ugyanez, csak nem a higany(II)-ionok alakulnak higanyatomokká, hanem a réz(II)-ionok rézatomokká.]

A vicc az egészben az, hogy elektron nem marad árván, hanem pont annyi elektront vesznek fel a Hg(II)-ionok, amennyit az ismeretlen fém atomjai leadtak.

Az egyszerűség kedvéért tételezzük fel, hogy az ismeretlen fém ionjai is 2+ töltésűek! Ekkor a reakcióegyenlet a következő:

M + Hg(2+) => M(2+) + Hg

(Az "M" betű jelöli az ismeretlen fémet a "metal" szóra való tekintettel. Bocs, de nem tudok felső indexet írni, azért írtam a töltést zárójelbe. Rézzel próbáld meg te felírni!)

Ha 1 mólnyi "M" volt a platinán, akkor a lemez tömege mennyivel változott?

Az "M" móltömegével (jelölje x!) csökkent, de 200 g-mal (1 mol Hg tömegével) nőtt, azaz 200-x grammal nőtt.

(Rézre megint Te! Annak kell kijönnie, hogy x-63,5 grammal csökkent.)

Innentől matek:

(200-x) / (x-63,5) = 6,675 / 3,6

Ebből kijön "x", ami szerencsés esetben egy olyan kétértékű fém móltömege, amelyik tényleg így reagál a Hg(II)-, illetve Cu(II)-ionokkal (gy. k. negatívabb a standardpotenciálja).

Ha nem nyert, akkor ki kell próbálni egyértékű illetve háromértékű fémekkel is, ott egy kicsit rendezni is kell a reakcióegyenleteket.

(A történetben a platinának csak annyi a szerepe, hogy kell valami felület, amit ki lehet emelni a folyadékból, és meg lehet mérni a tömegét. A kémiai reakciókban a platina nem vesz részt, ahogyan a szulfátionok is változatlanok maradnak.)

Nincs két egyenlet két eredménnyel, csak egy egyenlet egy eredménnyel.

A Hg azt mondja, hogy:

200-x=6,675*(a platinalap tömege)

A Cu pedig azt, hogy

x-63,5=3,6*(a platinalap tömege)

Osszad el egymással a két egyenletet, és akkor kiesik a platinalap tömege, ami bennünket nem érdekel.

Az általam írt

(200-x) / (x-63,5) = 6,675 / 3,6

egyenletben a perjel ("/") a törtvonalat akarta jelenteni. Ezt az egy egyenletet megoldva remélhetőleg 112-t kapsz, ami a kadmium móltömege. (Ha nem annyit kapsz, akkor valahol elrontottuk.)