Чтобы решить эту задачу, нам нужно использовать формулы, связанные с электролизом. Начнем с нахождения необходимых величин:
Шаг 1: Переведем время в часы
Дано время: 1 час 20 минут. Переведем это время в часы.
[
1 \text{ час} + 20 \text{ минут} = 1 + \frac{20}{60} = 1 + \frac{1}{3} = \frac{4}{3} \text{ часа}
]
Шаг 2: Найдем общее количество заряда (Q), прошедшего через раствор
Сила тока (I) равна 2,5 А. Количество заряда можно вычислить по формуле:
[
Q = I \cdot t
]
Подставим значения:
[
Q = 2,5 \text{ А} \cdot \frac{4}{3} \text{ ч} = \frac{10}{3} \text{ Кл}
]
Шаг 3: Найдем количество вещества (n) металла
Теперь найдем количество вещества металла, выделившегося на электроде. Для этого используем закон Фарадея, который говорит о том, что масса (m) вещества, выделившегося на электроде, определяется по формуле:
[
m = n \cdot M
]
где:
- (n) — количество электричества, прошедшее через раствор, в кулонах,
- (M) — молярная масса эквивалента металла.
Однако, для вычисления количества вещества (n) мы используем другую формулу:
[
n = \frac{Q}{F}
]
где (F) — постоянная Фарадея (~96500 Кл/моль).
Подставим значения:
[
n = \frac{\frac{10}{3}}{96500} \approx 3.45 \cdot 10^{-5} \text{ моль}
]
Шаг 4: Найдем молярную массу эквивалента металла (M)
Известно, что выделилось 3,5 г металла.
Используя формулу:
[
M = \frac{m}{n}
]
где (m = 3.5 \text{ г}):
[
M = \frac{3.5 \text{ г}}{3.45 \cdot 10^{-5} \text{ моль}} \approx 101.45 \text{ г/моль}
]
Шаг 5: Найдем электрохимический эквивалент (e)
Электрохимический эквивалент (e) вычисляется по формуле:
[
e = \frac{m}{Q}
]
Подставляем значения:
[
e = \frac{3.5 \text{ г}}{\frac{10}{3} \text{ Кл}} = \frac{3.5 \cdot 3}{10} = 1.05 \text{ г/Кл}
]
Ответ:
- Молярная масса эквивалента металла: примерно 101.45 г/моль
- Электрохимический эквивалент: 1.05 г/Кл
Таким образом, мы нашли как молярную массу эквивалента металла, так и его электрохимический эквивалент, воспользовавшись основными формулами из электролиза и законом Фарадея.
