Question

С целью защиты от коррозии на поверхность железа наносят слой цинка толщиной 20 мкм. Плотность цинка равна 7,14 г/см3. Рассчитайте, гептагидрат сульфата цинка ZnSO4 • 7Н2О какой массой необходим для нанесения из раствора с помощью электрического тока цинкового покрытия на изделие площадью 2,40 м2.

Answer 1

Дано:
- толщина слоя цинка = 20 мкм = 20 * 10^-6 м
- площадь изделия = 2,40 м²
- плотность цинка = 7,14 г/см³ = 7140 кг/m³

Найти:
- массу гептагидрата сульфата цинка ZnSO4 • 7H2O, необходимую для нанесения цинкового покрытия.

Решение:
1. Рассчитаем объем слоя цинка:
объем = площадь * толщина
объем = 2,40 м² * 20 * 10^-6 м = 4,8 * 10^-5 м³

2. Найдем массу цинка, используя его плотность:
масса цинка = объем * плотность
масса цинка = 4,8 * 10^-5 м³ * 7140 кг/m³ = 0,34272 кг = 342,72 г

3. Теперь определим количество молей сульфата цинка (ZnSO4):
Молярная масса Zn = 65,38 г/моль
Молярная масса S = 32,07 г/моль
Молярная масса O = 16,00 г/моль
Молярная масса ZnSO4 = 65,38 + 32,07 + 4 * 16,00 = 161,45 г/моль

4. Найдем количество молей цинка:
количество моль Zn = масса / молярная масса
количество моль Zn = 342,72 г / 65,38 г/моль ≈ 5,24 моль

5. Сульфат цинка в гептагидрате содержит один атом цинка на одну формулу ZnSO4 • 7H2O. Следовательно, количество моль гептагидрата ZnSO4 • 7H2O будет равно количеству молей Zn, то есть 5,24 моль.

6. Теперь определим массу гептагидрата сульфата цинка:
Молярная масса ZnSO4 • 7H2O = молярная масса ZnSO4 + 7 * молярная масса H2O
молярная масса H2O = 18,02 г/моль
молярная масса ZnSO4 • 7H2O = 161,45 + 7 * 18,02 = 161,45 + 126,14 = 287,59 г/моль

масса ZnSO4 • 7H2O = количество моль * молярная масса
масса ZnSO4 • 7H2O = 5,24 моль * 287,59 г/моль ≈ 1505,65 г

Ответ:
Для нанесения цинкового покрытия необходимо approximately 1505,65 г гептагидрата сульфата цинка ZnSO4 • 7H2O.