Розв’язання задачі з електролізу: яка маса міді виділяється при струмі 1,5 А за 40 хвилин.
Оскільки потрібно знайти масу виділеної міді, використовуємо закон Фарадея: маса речовини, що виділяється або поглинається на електроді при електролізі, обчислюється за формулою:
[
m = \frac{Q \times M}{z \times F}
]
де:
- ( m ) — маса речовини (грам)
- ( Q ) — кількість електрики (Кулони)
- ( M ) — молярна маса речовини (г/моль)
- ( z ) — кількість електронів, необхідних для освіти однієї молекули речовини
- ( F ) — константа Фарадея, приблизно 96400 Кл/моль
Крок 1. Обчислити ( Q ) (загальну кількість електрики)
Знаємо:
- струм ( I = 1,5, А )
- час ( t = 40, \text{хвилин} )
Перетворимо час у секунди:
[
t = 40, \text{хв} \times 60, \text{с/хв} = 2400, \text{с}
]
Кількість електрики:
[
Q = I \times t = 1,5, А \times 2400, с = 3600, \text{Кл}
]
Крок 2. Визначимо ( z ) і ( M ) для міді
Для міді у реакції електролізу:
[
\text{Cu}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cu} (основа)
]
Отже, ( z=2 ).
Молярна маса міді:
[
M_{Cu} \approx 63,55, г/моль
]
Крок 3. Визначити масу міді ( m )
Підставляємо у формулу:
[
m = \frac{Q \times M}{z \times F} = \frac{3600, \text{Кл} \times 63,55, г/моль}{2 \times 96400, \text{Кл/моль}}
]
Обчислимо чисельник:
[
3600 \times 63,55 \approx 228,78, 300
]
Обчислимо знаменник:
[
2 \times 96400 = 192800
]
Отже:
[
m \approx \frac{228778}{192800} \approx 1,186, г
]
Відповідь:
Маса міді, яка виділиться при електролізі за 40 хвилин при струмі 1,5 А, приблизно 1,19 г.
Якщо потрібно додаткове пояснення або розбір, — скажіть!
