Question

Визначити електрорушійну силу, якщо під час електролізу сірчанокислого цинку на катоді за 50 хв виділилось 2,04 г цинку. Опір розчину = 1,8 Ом, а напруга на ванні = 4,2 Вт.

Answer 1

m=m0*N=Mr/Na*q/(2*e) =k*q

k=34*10^-8 кг/Кл (эл.хим. эквивалент для цинка)

q = m/k

I=q/t=m/(k*t)=0,00204/(34*10^-8*50*60) А = 2А

U=E+I*R

E=U-I*R=4,2-2*1,8 В = 0,6 В

Answer 2

Для визначення електрорушійної сили (ЕРС) необхідно використовувати закон Електролізу Фарадея, який визначає зв'язок між кількістю речовини, виділеної під час електролізу, і кількістю зміненого електричного заряду.

Закон Електролізу Фарадея можна виразити наступною формулою:

Маса речовини (m) = (Заряд (Q) * ЕРС) / (n * F)

де: m - маса виділеної речовини (у грамах), Q - заряд, що протікав через електроліт (у Кулонах), ЕРС - електрорушійна сила джерела електричного струму (у Вольтах), n - кількість електронів, необхідних для змінившоїся речовини (стехіометричний коефіцієнт), F - число Фарадея (96 485 Кулонів на еквівалент).

Зауважте, що для цинку n = 2, оскільки у реакції редукції Zn²⁺ + 2e⁻ → Zn залучається 2 електрони.

Спершу потрібно знайти заряд Q:

Маса цинку (m) = 2,04 г Заряд (Q) = маса цинку / еквівалентна маса цинку

Еквівалентна маса цинку (Zn) = атомна маса цинку (Zn) / n = 65,38 г / 2 = 32,69 г/моль

Q = 2,04 г / 32,69 г/моль ≈ 0,0622 моль Q = 0,0622 моль * 96 485 Кулонів/моль ≈ 6003 Кулона

Тепер, знаючи заряд Q, можемо знайти ЕРС:

ЕРС = (Q * R) / t

де: R - опір розчину (1,8 Ом), t - час електролізу (50 хв = 3000 секунд).

ЕРС = (6003 Кулона * 1,8 Ом) / 3000 сек = 3,601 Вольта

Таким чином, електрорушійна сила струму дорівнює приблизно 3,601 Вольта.