lead-acid battery. 402 g of Pb

lead-acid battery. 402 g of Pb

 

 

납-산 배터리가 방전하는 동안 배터리의 산화 전극에서 402 g의 Pb가 PbSO4로 전환되었다.

a) 같은 시간 동안 환원 전극에서 환원된 PbO2의 질량은 얼마인가?

b) 몇 쿨롱의 전하량이 Pb에서 PbO2로 전달되었는가?

 

During a period of discharge of a lead-acid battery, 402 g of Pb from the anode is converted into PbSO4.

a) What mass of PbO2 is reduced at the cathode during the same period?

b) How many coulombs of electrical charge are transferred from Pb to PbO2?

 

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산화 반응: Pb(s) + HSO4^-(aq) → PbSO4(s) + H^+(aq) + 2e^-

환원 반응: PbO2(s) + HSO4^-(aq) + 3H^+(aq) + 2e^- → PbSO4(s) + 2H2O(l)

 

전체 반응: Pb(s) + PbO2(s) + 2HSO4^-(aq) + 2H^+(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)

( 관련 글 http://ywpop.tistory.com/4282 )

 

 

a)

산화된 Pb의 mol수를 계산하면,

Pb의 몰질량 = 207.20 g/mol

402 g / (207.20 g/mol) = 1.9402 mol

 

전체 반응에서, Pb : PbO2 = 1 : 1 계수비(몰수비) 이므로,

환원된 PbO2의 mol수 = 1.9402 mol

환원된 PbO2의 질량을 계산하면,

PbO2의 몰질량 = 239.20 g/mol

1.9402 mol * (239.20 g/mol) = 464.1 g

 

 

b)

Pb 1몰당 이동한 전자의 몰수 = 2

 

(전하량) (1 / Faraday 상수) (1 / 이동한 전자의 몰수) (물질의 몰질량) = 물질의 질량

( 식 설명 http://ywpop.tistory.com/4461 )

 

전하량 = 물질의 질량 / [(1 / Faraday 상수) (1 / 이동한 전자의 몰수) (물질의 몰질량)]

= 402 / [(1 / 96500) (1 / 2) (207.20)]

= 374450 C

 

 

답: a) 464 g, b) 374450 C