State and explain effect on the rate of reaction if 2M sulphuric (VI) was used

Haya, twende tukasuluhishe maswali haya.

b) Mchoro hapa chini unaonyesha mpangilio unaoweza kutumika kusafisha shaba (II) sulfati ya maji kwa elektrolisisi.

i) Eleza jinsi gesi ya oksijeni inavyozalishwa wakati wa elektrolisisi.

• Jibu: Wakati wa elektrolisisi ya shaba (II) sulfati ya maji kwa kutumia elektrodi za platinamu (inert), ioni za hidroksidi ($\text{OH}^-$) kutoka kwa maji huhamia kwenye anodi (elektrodi chanya). Huko, ioni za hidroksidi hupoteza elektroni (hupitia oxidation) na kuunda gesi ya oksijeni na maji. $$4\text{OH}^-(aq) \to 2\text{H}_2\text{O}(l) + \text{O}_2(g) + 4e^-$$

ii) Eleza kwa nini elektrodi za shaba hazifai kwa elektrolisisi hii.

• Jibu: Elektrodi za shaba hazifai kwa sababu shaba ni elektrodi tendaji. Ikiwa elektrodi za shaba zingetumika kama anodi, badala ya ioni za hidroksidi kuoksidishwa, anodi ya shaba yenyewe ingeoksidishwa na kuyeyuka, ikitoa ioni za $\text{Cu}^{2+}$ kwenye mmumunyo. Hii ingebadilisha lengo la elektrolisisi. $$\text{Cu}(s) \to \text{Cu}^{2+}(aq) + 2e^-$$

c) Katika jaribio la kupaka kijiko cha shaba kwa fedha, mkondo wa 0.5A ulipitishwa kwa dakika 18. Kokotoa kiasi cha fedha kilichowekwa kwenye kijiko. [IF=96,500 coulombs Ag=108]

• Hatua ya 1: Badilisha muda kutoka dakika hadi sekunde.

  $$\text{Muda} = 18 \text{ min} \times 60 \text{ s/min} = 1080 \text{ s}$$

• Hatua ya 2: Kokotoa jumla ya chaji (Q) iliyopitishwa.

  $$Q = I \times t$$ $$Q = 0.5 \text{ A} \times 1080 \text{ s} = 540 \text{ C}$$

• Hatua ya 3: Tumia sheria ya Faraday kuamua idadi ya moli za elektroni.

  $$1 \text{ mole ya } e^- = 96,500 \text{ C}$$ $$\text{Moli za } e^- = \frac{540 \text{ C}}{96,500 \text{ C/mol}} = 0.005596 \text{ mol}$$

• Hatua ya 4: Andika mlinganyo wa nusu-athari ya uwekaji wa fedha na utumie uwiano wa stoichiometric.

  $$\text{Ag}^+(aq) + e^- \to \text{Ag}(s)$$

  Kutoka kwa mlinganyo, 1 mole ya elektroni huweka 1 mole ya fedha.

  $$\text{Moli za Ag} = \text{Moli za } e^- = 0.005596 \text{ mol}$$

• Hatua ya 5: Kokotoa kiasi cha fedha kilichowekwa (misa).

  $$\text{Misa ya Ag} = \text{Moli za Ag} \times \text{Misa ya Molar ya Ag}$$ $$\text{Misa ya Ag} = 0.005596 \text{ mol} \times 108 \text{ g/mol} = 0.604368 \text{ g}$$ $$\text{Misa ya Ag} \approx 0.604 \text{ g}$$

• Jibu: Kiasi cha fedha kilichowekwa ni $\boxed{\text{0.604 g}}$.

2 a) Katika jaribio la kuamua kiwango cha mmenyuko, poda ya sodiamu kabonati iliyozidi ilitendeshwa na asidi ya sulfuriki (VI) ya 1M kwa 25°C. Kiasi cha gesi ya kaboni (IV) oksidi iliyozalishwa kilipimwa kila baada ya sekunde tano. Grafu hapa chini inaonyesha matokeo yaliyopatikana.

Eleza athari kwenye kiwango cha mmenyuko ikiwa asidi ya sulfuriki (VI) ya 2M ingetumiwa (alama 2)

• Athari: Kiwango cha mmenyuko kingeongezeka.
• Maelezo: Kuongeza mkusanyiko wa asidi ya sulfuriki kutoka 1M hadi 2M kunamaanisha kuna chembe nyingi zaidi za asidi kwa kila kitengo cha ujazo. Hii huongeza uwezekano wa migongano yenye ufanisi kati ya chembe za asidi na chembe za sodiamu kabonati, na hivyo kuharakisha kiwango cha mmenyuko.