Question

при электролизе на катоде за 2 часа выделилось 2 мг алюминия. Амперметр при этом показал силу 2 А. Верны ли показания амперметра? Если нет, то какими они должны быть?​

Answer 1

Объяснение:

Для расчета правильной силы тока, необходимо использовать закон Фарадея, который гласит, что количество продукта, выделившегося на электроде, пропорционально количеству электрического заряда, прошедшего через раствор.

Масса алюминия, выделившегося на катоде, пропорциональна количеству электрического заряда:

m = Q * M / (n * F)

где:

m - масса алюминия

Q - количество электрического заряда

M - молярная масса алюминия

n - количество электронов, необходимых для превращения одного атома алюминия в ион

F - постоянная Фарадея

Для алюминия:

M = 27 г/моль

n = 3 (один алюминиевый ион получается из трех электронов)

F = 96500 Кл/моль

Таким образом, количество электрического заряда, прошедшего через раствор, можно вычислить по формуле:

Q = m * n * F / M

Q = 2 мг * 3 * 96500 Кл/моль / 27 г/моль = 2142 Кл

Ток можно вычислить по формуле:

I = Q / t

где t - время электролиза.

I = 2142 Кл / (2 ч * 3600 с/ч) = 0,298 А

Таким образом, сила тока должна быть равна 0,298 А, а показания амперметра (2 А) неверны.

Answer 2

Для определения, верны ли показания амперметра, мы можем воспользоваться законом Фарадея для электролиза. Этот закон утверждает, что масса вещества, выделяющегося или растворяющегося на электроде во время электролиза, прямо пропорциональна заряду, проходящему через электролит. Мы можем использовать следующую формулу для этого:

Масса (в граммах) = (Сила тока (в амперах) × Время (в секундах) × Молекулярная масса) / (Заряд элементарного заряда)

Для алюминия молекулярная масса составляет приблизительно 27 г/моль, а элементарный заряд равен приблизительно 1.6 × 10^(-19) Кл.

Подставим в формулу данные:

Масса = (2 А × 2 часа × 3600 секунд/час × 27 г/моль) / (1.6 × 10^(-19) Кл)

Рассчитаем:

Масса = (2 × 2 × 3600 × 27) / (1.6 × 10^(-19)) ≈ 1.215 × 10^(-11) г

Это означает, что за 2 часа должно было выделиться примерно 1.215 × 10^(-11) грамма алюминия, а не 2 мг (2 × 10^(-6) грамма), как указано в вашем вопросе.

Итак, показания амперметра неверны. Сила тока должна быть значительно меньше, чем 2 Ампера, чтобы получить 2 мг алюминия за 2 часа.