Question

Під час електролізу розчину мідного купоросу CuSo4, було виконано роботу А=2 кВт • год. Визначте, яка маса міді виділилася, якщо напруга на затискачах електричної ванни U=6 B.

Answer 1

A=2 кВт*ч=2000*3600=72*10^5 Дж  A=q*U   m=k*q=k*A/U=0,33*10^-6*72*10^5/6=0,396 кг

Answer 2

Для визначення маси міді, що виділилася під час електролізу мідного купоросу (CuSO4), спочатку треба визначити кількість електричної заряду, що пройшов через розчин. Для цього використаємо формулу:

Q = A * U,

де: Q - кількість електричної заряду (колічність кулонів), A - робота електричного струму (в кіловатт-годинах), U - напруга на затискачах електричної ванни (в вольтах).

Підставляючи дані:

Q = 2 кВт • год * 6 В.

Переведемо кількість кіловатт-годин в джоулі, оскільки 1 кВт • год = 3 600 000 Дж:

Q = 2 * 3 600 000 Дж * 6 В.

Q = 43 200 000 Дж.

Далі, щоб визначити масу міді, знаходимо кількість моль мідного купоросу, який електролізується. Врахуємо, що електроліз мідного купоросу зводиться до перетворення іонів міді (Cu^2+) у мідні атоми (Cu^0). Для цього необхідний на 2 електрона на мідний іон:

2e^- + Cu^2+ -> Cu^0.

Кількість молей мідного іону (Cu^2+) можна знайти з використанням загального рівняння наявності:

n = Q / (F * z),

де: n - кількість молей мідного іону, Q - кількість заряду, що пройшов (знайдений вище), F - фарадейська стала (96 485 Кл/моль), z - кількість електронів, необхідних для електролізу даного іону (для Cu^2+ z = 2).

Підставляючи значення:

n = 43 200 000 Дж / (96 485 Кл/моль * 2).

n ≈ 223.9 моль.

Нарешті, визначимо масу міді (Cu^0), яка утворилася під час електролізу. Маса міді (M) залежить від кількості молей (n) за допомогою молекулярної маси міді (molar mass, Mm):

M = n * Mm.

Знаючи молекулярну масу міді (63.55 г/моль):

M ≈ 223.9 моль * 63.55 г/моль.

M ≈ 14 240.145 г.

Отже, під час електролізу було виділено приблизно 14 240.145 г міді.