Question

Скільки часу має тривати електроліз, щоб з розчину електроліту виділилось 180 г нікелю? Силу струму становить 40 А.

Answer 1

m=k*I*t   t=m/k*t=180*10^-3/0,3*10^-6*40=15*10^3 c=4,17 ч

Answer 2

Для визначення часу, необхідного для електролізу розчину електроліту і виділення 180 г нікелю, можемо скористатися електрохімічним законом Фарадея, який визначає відношення кількості речовини, яка виділяється або осаджується на електроді, до кількості пройденого електричного заряду.

Загальна формула для електрохімічного закону Фарадея:

Q = n * F

де: Q - кількість пройденого електричного заряду (колічества кулонів, C), n - кількість речовини, що виділяється (або осаджується) на електроді (моль), F - число Фарадея, що дорівнює 96485 Кл/моль (кількості кулонів на 1 моль заряджених частинок).

Можемо переписати це як:

n = Q / F

Тепер знаємо, що кількість речовини n, яка виділяється на електроді, прямо пропорційна кількості заряду Q, яку ми надаємо.

Маса речовини, що виділяється, пов'язана з кількістю речовини за допомогою масової величини (molar mass) речовини (M):

m = n * M

Тепер знаємо, що маса речовини m також прямо пропорційна кількості речовини n.

Ми хочемо виділити 180 г нікелю, тому:

m = 180 г

Також маємо силу струму:

I = 40 A

Тепер, знаючи, що відношення кількості речовини до пройденого заряду є постійним, ми можемо записати:

n = Q / F m = n * M

Тепер замінимо Q виразом I * t, де t - час електролізу:

m = (I * t) / F * M

Ми хочемо визначити час електролізу t, тому переставимо рівняння:

t = (m * F * M) / I

Тепер підставимо відповідні значення:

t = (180 г * 96485 Кл/моль * (масова величина нікелю в моль/г) / 40 А

Значення масової величини нікелю в моль/год було 58.6934 г/моль. Підставимо це:

t = (180 г * 96485 Кл/моль * (1 моль/58.6934 г) / 40 А

Здійснимо обчислення:

t ≈ 1846 с

Тому час електролізу, необхідний для виділення 180 г нікелю, становить приблизно 1846 секунд або близько 30 хвилин і 46 секунд.