За 15 минут электролиза на катоде выделилось 5 г серебра. Какой ток в это время был в цепи?
Чтобы понять, как определить ток, который протекал в цепи во время электролиза, давайте рассмотрим необходимые физические законы и формулы.
Пошаговое решение:
Формула для расчета тока: Ток (I) можно найти, используя закон Фарадея для электролиза, который гласит: \[ Q = n \cdot F \] где:
- \(Q\) — электрический заряд,
- \(n\) — количество вещества (моль), выделившееся на электроде,
- \(F\) — постоянная Фарадея (\(F \approx 96500\) Кулонов/моль).
Также ток можно выразить как: \[ I = \frac{Q}{t} \] где \(t\) — время в секундах (в нашем случае 15 минут).
Определение количества вещества (молей): Далее, нужно рассчитать количество серебра \(n\), выделившегося на катоде. Для этого используем формулу: \[ n = \frac{m}{M} \] где:
- \(m\) — масса серебра (5 г),
- \(M\) — молярная масса серебра (\(M \approx 107.87\) г/моль).
Подставим значения: \[ n = \frac{5 \text{ г}}{107.87 \text{ г/моль}} \approx 0.0463 \text{ моль}. \]
Вычисление электрического заряда (Q): Подставим найденное количество вещества в формулу для заряда: \[ Q = n \cdot F \approx 0.0463 \text{ моль} \cdot 96500 \text{ Кл/моль} \approx 4465.95 \text{ Кл}. \]
Преобразование времени: Переведем время из минут в секунды: \[ t = 15 \text{ минут} \cdot 60 \text{ секунд/минута} = 900 \text{ секунд}. \]
Расчет тока: Теперь можем найти ток \(I\): \[ I = \frac{Q}{t} = \frac{4465.95 \text{ Кл}}{900 \text{ с}} \approx 4.96 \text{ А}. \]
Ответ:
Таким образом, ток в цепи во время электролиза составил примерно 4.96 А.
Заключение:
Мы использовали закон Фарадея для понимания процесса электролиза и выполнили необходимые преобразования, чтобы вычислить ток, основываясь на заданной массе серебра и времени.
