Question

Варіант. Скільки нікелю можна отримати в результаті електролізу, якщо за використану електроенергію сплатили 43 гри 20 коп, а покази вольтметра (див. рисунок) склали 60 В. Електрохімічний еквівалент нікеля вважати 0,3 мг/Кл, вартість 1 кВт• год - 1 грн, 44 коп. Виконайте цю схему з позначенням катода та анода. На якому з цих електродів утворився нікель? Срочно

Answer 1

Для розв'язання цього завдання необхідно знати зв'язок між електроенергією, спожитою в процесі електролізу, кількістю речовини, яка утворилася на електродах, та електрохімічним еквівалентом цієї речовини.

Електрична робота, яка затрачена на процес електролізу, розраховується за формулою: A = U * I * t,

де A - електрична робота (в джоулях), U - напруга (волт), I - сила струму (ампер), t - час (секунди).

У нашому випадку: U = 60 В, I - ми не знаємо (його не зазначено на рисунку), t - ми не знаємо (його не наведено у завданні).

Коли ми знаходимо значення I * t, то знаходимо електричну роботу: A = 60 * I * t.

За умовою сплачено 43 грн 20 коп за використану електроенергію. Знаходимо цю електричну роботу в кіло-джоулях: 1 грн = 1.44 коп, 43 грн 20 коп = 43 * 1.44 = 62.16 грн = 62.16 * 100 коп = 6216 коп, 6216 коп = 6216/100 = 62.16 грн, 62.16 грн = 62.16 * 1000 = 62160 коп, 62160 коп = 62160/100 = 621.6 грн = 621.6 * 100 = 62160 коп, 62160 коп = 62160.

Тепер ми знаємо, що електрична робота дорівнює 62160 Дж.

Електрохімічний еквівалент нікеля вважається 0.3 мг/Кл, тобто за кожну кульомб електричного заряду утворюється 0.3 мг нікеля.

1 кульомб = 1 А * 1 с, значення I * t, яке ми не знаємо, дорівнює заряду, який пройшов через електроліт.

Тому ми можемо знайти кількість нікелю, яка утворилася: m = 0.3 мг/Кл * Q,

де m - маса утвореного нікелю (мг), Q - кількість заряду, що пройшов через електроліт (Кл).

Тепер нам потрібно знайти значення Q. І для цього ми використовуємо зв'язок між електричною роботою та кількістю заряду:

Q = A / e,

де e - заряд електрона, яке дорівнює 1.6 * 10^(-19) Кл.

Підставляємо значення в формулу: Q = 62160 / (1.6 * 10^(-19)).

Розраховуємо: Q = 3.884 * 10^(-16) Кл.

Тепер, підставляючи це значення в формулу для маси утвореного нікелю, знаходимо: m = 0.3 мг/Кл * 3.884 * 10^(-16) Кл,

розраховуємо: m = 1.1652 * 10^(-16) мг.

Отже, ми отримали 1.1652 * 10^(-16) мг нікелю.

Таким чином, в результаті електролізу можна отримати 1.1652 * 10^(-16) мг нікелю.

На якому з електродів утворився нікель, ми не можемо однозначно відповісти, оскільки в такому питанні не вказано.