Проходя через раствор, ток силой 1,5 А за 1 час 5 мин выделяет 3г чистого металла. Определите молярную массу эквивалента и электрохимический эквивалент металла.

Дано:

• Ток \( I = 1{,}5 \ \text{А} \)
• Время \( t = 1 \ \text{час} \ 5 \ \text{мин} = 65 \ \text{мин} = 3900 \ \text{с} \)
• Выделено чистого металла масса \( m = 3 \ \text{г} \)

Шаг 1. Определим количество электроэнергии, прошедшей через раствор: \[ Q = I \times t = 1{,}5 \ \text{А} \times 3900 \ \text{с} = 5850 \ \text{Кл} \]

Шаг 2. Определим количество электрохимического эквивалента материала: Молярная масса \( M \), а число электронов, участвующих в реакции — \( z \).

Известно, что при электрохимической осаждении 1 моль вещества выделяется масса, равная его молярной массе \( M \) (если речь о полном осаждении 1 моля), и для электрохимического эквивалента: \[ E_{q} = \frac{M}{z} \]

Для определения \( E_q \) из данных используем формулу: \[ m = \frac{Q \times E_q}{F} \] где \( F = 96485 \ \text{Кл/моль} \) — постоянная Фарадея.

Перепишем для \( E_q \): \[ E_q = \frac{m \times F}{Q} \]

Подставим значения: \[ E_q = \frac{3 \ \text{г} \times 96485 \ \text{Кл/моль}}{5850 \ \text{Кл}} \approx \frac{289455}{5850} \approx 49.5 \ \text{г/моль} \]

Однако, учитывая, что масса — это то, что выделено, и зачастую под эквивалентным весом понимается выборочное значение по реакции. Здесь лучше определить молярную массу и число электронов \( z \), при этом знания о реакции помогают.

Но ещё можно проверить, какое число электронов \( z \) участвует, исходя из формулы: \[ m = \frac{Q \times M}{z \times F} \] Перепишем: \[ M = \frac{m \times z \times F}{Q} \]

Поскольку \( m = 3 \text{ г} \), \( Q = 5850 \text{ Кл} \), \( F = 96485 \), и предполагаем, что \( z \) — число электронов, участвующих в реакции. Для определения \( M \): \[ M = \frac{m \times z \times F}{Q} \]

Рассчитаем это для произвольного \( z \):

Но так как мы не знаем \( z \) прежде всего, попробуем предположить, что для металла \( z = 2 \) (часто у металлов \( z=2 \) либо \( 1 \)).

Подставим \( z=2 \): \[ M = \frac{3 \times 2 \times 96485}{5850} \approx \frac{579010}{5850} \approx 99 \ \text{г/моль} \]

Это значение ближе к характерным молярным массам металлов.

Ответ:

Молярная масса \( M \approx 99 \ \text{г/моль} \).

Молярный электролитический эквивалент: \[ E_{q} = \frac{M}{z} \approx \frac{99}{2} \approx 49.5 \ \text{г/моль} \]

или в электрохимических единицах:

\[ E_{e} = \frac{M}{z \times F} = \frac{99}{2 \times 96485} \approx 5.13 \times 10^{-4} \ \text{г/Кл} \]

Итог:

• Молярная масса эквивалента \(\approx 99 \ \text{г/моль}\)
• Электрохимический эквивалент металла \(\approx 49.5 \ \text{г/моль}\)

Если предположить, что \( z=2 \), то эти значения наиболее логичны.