a)

Płytka z miedzi została zanurzona w roztworze: azotanu(V) srebra, ponieważ aby przebiegła reakcja - układ redoks  ${\mathrm{Cu}}_{\left(\text{s}\right)}|{\mathrm{Cu}{}^{2+}}_{\left(\text{aq}\right)}$  musi mieć niższą wartość potencjału standardowego redukcji niż drugi układ redoks, czyli drugim układem redoks musi być:   ${\mathrm{Ag}}_{\left(\text{s}\right)}|{\mathrm{Ag}{}^{+}}_{\left(\text{aq}\right)}$.

 

b)

Dane:

$\Delta {\text{m}}_{\text{płytki}}=3,5\mathrm{g}$

${\text{m}}_{\text{płytki}}^0=20\mathrm{g}$

Szukane:

$\frac{{\text{m}}_{\mathrm{Ag}}}{{\text{m}}_{\text{płytki}}^k}=?\left[\%\right]$

Obliczenia:

W trakcie doświadczenia masa płytki zmniejsza się, ponieważ miedź utlenia się i przechodzi do roztworu i równocześnie zwiększa się, ponieważ odkłada się na niej metaliczne srebro.

Zgodnie z danymi zadania - końcowa masa płytki wynosi:

${\text{m}}_{\text{płytki}}^k={\text{m}}_{\text{płytki}}^0+\Delta {\text{m}}_{\text{płytki}}=20\mathrm{g}+3,5\mathrm{g}=23,5\mathrm{g}$

Masy molowe miedzi i srebra wynoszą:

${\text{M}}_{\mathrm{Cu}}=63,5\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

${\text{M}}_{\mathrm{Ag}}=107,9\frac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$

Po zanurzeniu miedzianej blaszki w roztworze azotanu(V) srebra przebiega reakcja chemiczna zgodnie z równaniem:

$\mathrm{Cu}+2\mathrm{Ag}{}^{+}\to \mathrm{Cu}{}^{2+}+2\mathrm{Ag}$

Więc:

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}\mathrm{Cu}& -& 2\mathrm{mol}\mathrm{Ag}\\ 63,5\mathrm{g}\mathrm{Cu}& -& 215,8\mathrm{g}\mathrm{Ag}\end{array}$

Na podstawie stechiometrii powyższego równania możemy zapisać proporcję, z której obliczymy masę osadzonego na płytce srebra:

$\begin{array}{ccc}\left(215,74\mathrm{g}-63,55\mathrm{g}\right)& -& 215,74\mathrm{g}\\ \left(23,5\mathrm{g}-20\mathrm{g}\right)& -& {\text{m}}_{\mathrm{Ag}}\end{array}$

$\begin{array}{ccc}152,3\mathrm{g}& -& 215,8\mathrm{g}\\ 3,5\mathrm{g}& -& {\text{m}}_{\mathrm{Ag}}\end{array}$

${\text{m}}_{\mathrm{Ag}}=\frac{3,5\mathrm{g}\cdot 215,8\mathrm{g}}{152,3\mathrm{g}}=4,96\mathrm{g}$

Znając masę wydzielonego srebra i masę końcową płytki obliczymy ile procent masowych płytki stanowi srebro:

$\frac{{\text{m}}_{\mathrm{Ag}}}{{\text{m}}_{\text{płytki}}^k}\cdot 100\%=\frac{4,96\mathrm{g}}{23,5\mathrm{g}}\cdot 100\%=21,1\%$

Odpowiedź: Po wykonaniu doświadczenia srebro stanowi 21,1% masowych płytki.