DWMED

Breadcrumbs

Zadanie 17. Arkusz Palladium kwiecień 2023 (3 punkty)

W nieodwracalnym ogniwie litowo-chromianowym, elektrolitem jest chloran(VII) litu rozpuszczony w pewnym cyklicznym estrze kwasu węglowego. Anodę stanowi lit, natomiast katodą jest srebro pokryte chromianem(VI) srebra. Gdy jony Ag+ wchodzące w skład pokrywającej srebro soli ulegają redukcji w trakcie pracy ogniwa, masa katody ulega zmniejszeniu, ponieważ powstający wówczas chromian(VI) litu stosunkowo dobrze rozpuszcza się w elektrolicie. Z uwagi na niewielkie przewodnictwo roztworu, opisane ogniwo można stosować jedynie wtedy, gdy jego obciążenie w trakcie pracy (płynący prąd elektryczny) jest bardzo małe, dlatego zwykle wykorzystywane jest w układach zasilających rozruszniki serca. Liczba moli elektronów redukujących kationy pierwiastka metalicznego w trakcie pracy ogniwa zasilającego takie urządzenie prądem o natężeniu I (ampery) w czasie t (sekundy) może być wyrażona wzorem, w którym F jest stałą Faradaya (96500 C∙mol–1):

Zmiana masy elektrody wynikająca z pracy ogniwa jest wtedy wprost proporcjonalna do masy wydzielonego pierwiastka chemicznego na tej elektrodzie.

Na podstawie: K.-H. Lautenschlӓger, W. Schrӧter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018 oraz P. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018.

Pewien rozrusznik serca przez 5 lat zasilany był prądem o średnim natężeniu 7 μA, którego źródłem było ogniwo litowo-chromianowe.

Przyjmując, że w podanym czasie nie było roku przestępnego, oblicz o ile miligramów zmniejszyła się masa katody w opisanym ogniwie. Wynik podaj z dokładnością do cyfry jedności.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone