Question

При якій силі струму проводився електроліз, якщо за 10 хв на катоді виділилося 0,54 г хрому?

Answer 1

Дано:

t = 10 мин = 600 сек

m = 0,54 г = 0,54 * 10 ^ -3 кг

k = 0,33 * 10 ^ -6 кг/Кл

I - ?

Решение

m = k * I * t

I = m / k * t = 0,54 * 10 ^ -3/ 0,33 * 10 ^ -6 * 600 ≈ 2,72 A

Ответ: 2,72 А.

Answer 2

Для вирішення цього завдання нам потрібно використати закон Фарадея електролізу, який говорить, що кількість речовини, яка виділяється або зводиться на електроді під час електролізу, пропорційна кількості заряду, який проходить через електроліт.

Маса, виділена на електроді, може бути знайдена за формулою:

$m = Z \cdot F \cdot n$,

де:

• $m$ - маса речовини (у грамах),
• $Z$ - число зарядів (кількість електронів), необхідних для відновлення даної речовини,
• $F$ - фарадейська стала, приблизно $96,485 \, \text{кКл/моль}$,
• $n$ - кількість молей речовини.

Для хрому ($Cr$) число зарядів $Z$ дорівнює заряду його іону, який під час електролізу додається до нього на катоді. Через заряд іону хрому, що виділяється, $Cr^{3+}$, $Z = 3$.

Маса хрому ($m$) дорівнює $0.54 \, \text{г}$, час електролізу ($t$) дорівнює $10 \, \text{хв} = \frac{10}{60} \, \text{год}$, а фарадейська стала ($F$) відома.

Підставивши ці значення до формули, ми отримаємо:

$0.54 = 3 \cdot F \cdot n.$

Звідси можна виразити кількість молей ($n$) хрому:

$n = \frac{0.54}{3 \cdot F}.$

Підставимо значення фарадейської сталої ($F$) і вирішимо:

$n \approx \frac{0.54}{3 \cdot 96485} \approx 6.02 \times 10^{-6} \, \text{моль}.$

Тепер, щоб знайти силу струму ($I$), ми можемо використати закон Фарадея електролізу:

$I = \frac{n}{t}.$

Підставимо значення $n$ та $t$:

$I = \frac{6.02 \times 10^{-6}}{\frac{10}{60}} \approx 3.61 \times 10^{-4} \, \text{моль/с}.$

Це значення сили струму в молях на секунду.