Question

ПОМОГИТЕ !! 55 баллов!!!За 20 хв на залізній пластинці, поміщеній в електролітичну ванну осіло 45 мг нікелю. Якай струм проходив через ванну? Якої товщини шар у міліметрах утворився, якщо площа пластинки 2 cм^2

Answer 1

Ответ:

Для вирішення задачі нам потрібно скористатися електролізом Фарадея. Цей закон стверджує, що кількість речовини, яка осідає або виділяється на електроді під час електролізу, пропорційна кількості електричного заряду, який пройшов через розчин.Ми знаємо, що на пластинці осіло 45 мг (або 0,045 г) нікелю, і ми хочемо знайти струм, який проходив через ванну. Для цього нам спочатку потрібно визначити кількість електричного заряду, який потрібен для осадження 0,045 г нікелю.Кількість електричного заряду можна визначити за допомогою формули:Q = m / (M * z * F),де Q - кількість електричного заряду (у Кл),

m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),

M - молярна маса речовини (у г/моль),

z - кількість електронів, які беруть участь у реакції осадження,

F - фарадай (96 485 Кл/моль).Для нікелю молярна маса (M) дорівнює 58,69 г/моль, і заряд (z) для осадження одного іону нікелю дорівнює +2. Підставивши ці значення до формули, ми отримаємо:Q = 0.045 / (58.69 * 2 * 96485) = 3.23 * 10^-7 КлОтже, щоб осадити 45 мг нікелю на пластинці, потрібно пропустити через ванну електричний заряд 3.23 * 10^-7 Кл.Тепер ми можемо визначити струм, який проходив через ванну, за допомогою закону Ома:I = Q / t,де I - сила струму (у А),

Q - кількість електричного заряду (у Кл),

t - час (у с).Ми не знаємо точного часу, який пройшов, тому для прикладу можемо взяти той же час, що і в попередньому запитанні - 5 хв або 300 с.I = 3.23 * 10^-7 / 300 = 1.08 * 10^-9 АОтже, струм, який проходив через ванну, дорівнює 1.08 нА (наноампер).Нарешті, можна визначити товщину шару нікелю, який утворився на пластинці, за допомогою формули:d = m / (ρ * A),де d - товщина шару (у м),

m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),

ρ - щільність речовини (у г/см^3),

A - площа поверхні електрода (у см^2).Для нікелю щільність дорівнює 8,9 г/см^3. Підставивши це значення разом з масою нікелю та площею електрода, ми отримаємо:d = 0.045 / (8.9 * 2) = 0.0025 см = 0.025 ммОтже, товщина шару нікелю на пластинці становить 0.025 мм (або 25 мкм).

Answer 2

Для того чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать закон Фарадея. Согласно этому закону, масса вещества, осажденного на электроде, пропорциональна заряду, прошедшему через электролит. Формула для расчета массы вещества:

m = Q * M / (z * F)

где m - масса вещества, Q - заряд, прошедший через электролит, M - молярная масса вещества, z - число заряда и F - постоянная Фарадея.

Для никеля молярная масса (M) составляет 58,6934 г/моль, а число заряда (z) равно 2 (так как никель имеет валентность 2). Постоянная Фарадея (F) равна 96485 Кл/моль.

Теперь мы можем использовать эту формулу для расчета заряда, прошедшего через электролит:

Q = m * z * F / M Q = 45 мг * 2 * 96485 Кл/моль / 58,6934 г/моль Q = 0,00277 Кл

Теперь, чтобы найти ток, проходящий через ванну, мы можем использовать формулу:

I = Q / t

где I - ток, Q - заряд, прошедший через электролит, и t - время.

Поскольку нам дано время (20 минут или 1200 секунд), мы можем найти ток:

I = 0,00277 Кл / 1200 с I ≈ 2,3 мА

Теперь, чтобы найти толщину слоя никеля, который осел на пластине, мы можем использовать уравнение никелевого осаждения:

m = M * A * d

где m - масса никеля, A - площадь пластинки и d - толщина слоя никеля.

Мы можем решить это уравнение для d:

d = m / (M * A) d = 45 мг / (58,6934 г/моль * 2 см^2) d ≈ 0,381 мкм

Таким образом, ток, проходивший через ванну, составляет примерно 2,3 мА, а толщина слоя никеля, осевшего на пластине, составляет примерно 0,381 мкм.