Question

Знайдіть час за який на катоді виділелось 0,217 г міді. Сила струму 1,6 А​

Answer 1

Для розв'язання задачі можна скористатись законом Фарадея:

m = Q × M,

де m - маса виділеного металу (в г), Q - кількість електричних зарядів, протікання яких спричинило виділення металу (в кулонах), M - молярна маса металу (в г/моль).

Значення кількості електричних зарядів можна знайти, використовуючи вираз:

Q = I × t,

де I - сила струму (в амперах), t - час (в секундах).

Отже, з формули для маси виділеного металу отримуємо:

t = m / (M × I).

Для міді M = 63,5 г/моль. Підставляємо дані:

t = 0,217 г / (63,5 г/моль × 1,6 А) ≈ 0,0021 с

Отже, на катоді виділилось 0,217 г міді за 0,0021 с.

Answer 2

Для знаходження часу (t), за який на катоді виділиться 0,217 г міді при силі струму 1,6 А, використовується закон Фарадея для електролізу:

Маса речовини (m) виділеної на катоді пропорційна кількості заряду (Q), що протікає через електроліт:

$m = M \cdot \dfrac{Q}{n \cdot F}$

де:

• $m$ - маса речовини (0,217 г)
• $M$ - молярна маса міді (63,5 г/моль)
• $Q$ - кількість заряду, що протікає (Кулони)
• $n$ - кількість електронів, необхідних для звільнення одного атому міді (у цьому випадку 2, бо Cu2+ стає до Cu)
• $F$ - число Фарадея (96485 Кл/моль, зв'язане з кількістю електронів у молекулі)

Ми можемо переписати формулу, щоб вирішити для $Q$:

$Q = \dfrac{m \cdot n \cdot F}{M}$

Після підстановки відомих значень:

$Q = \dfrac{0,217 \, \text{г} \cdot 2 \cdot 96485 \, \text{Кл/моль}}{63,5 \, \text{г/моль}} \approx 6500 \, \text{Кл}$

Тепер, використовуючи формулу для електричного заряду:

$Q = I \cdot t$

де:

• $I$ - сила струму (1,6 А)
• $t$ - час

Ми можемо вирішити для $t$:

$t = \dfrac{Q}{I} = \dfrac{6500 \, \text{Кл}}{1,6 \, \text{А}} \approx 4062,5 \, \text{с} \approx 1,13 \, \text{год}$

Таким чином, на катоді виділиться 0,217 г міді за близько 1 годину і 8 хвилин при силі струму 1,6 А.