Звичайно, ось детальні відповіді на ваші питання та розв'язання задач з теми "Електричний струм" для контрольної роботи.
Що називають електролітом?
Електролітом називають речовину, яка при розчиненні у воді або при плавленні спричиняє проведення електричного струму через розчин або розплав. Це головним чином йони, що рухаються і переносять заряд.
Що називають електролітичною дисоціацією?
Електролітична дисоціація — це процес розкладу молекул або сполук на іони під час розчинення у воді. Наприклад, натрій хлорид (NaCl) при розчиненні дисоціює на іони Na⁺ і Cl⁻: \[ \text{NaCl} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{Cl}^- \]
Що називають електролізом?
Електроліз — це процес розкладу речовин під впливом зовнішнього електричного струму. В організації процесу при цьому відбувається переміщення іонів і їхнє перетворення у нейтральні атоми або молекули.
Що називають струмом в електролітах?
Струмом в електролітах називають рух заряджених частинок (іонів). Це явище передачі електричної енергії через іонний рух у розчині або розплаві.
Що таке гальваностегія, гальванопластика, рафінування?
- Гальваностегія — процес напилення металу на поверхню предметів для їхнього зміцнення або декоративної обробки за допомогою електролізу.
- Гальванопластика — створення моделей та форм з металів за допомогою електролізу, наприклад, виготовлення ювелірних виробів.
- Рафінування — очищення металів шляхом електролізу для підвищення їхньої чистоти.
Задача 1
Дано:
- Струм, I = 1,5 А
- Час, t = 40 хвилин = 40 × 60 = 2400 секунд
- Маса міді, яку потрібно визначити, — невідома
Знайти:
Масу міді, яка виділяється при електролізі.
Формули:
Маса металу, що виділяється, визначається за формулою:
\[
m = \frac{Q \times M}{z \times F}
\]
де:
- \(Q\) — заряд, кулони (Кл), \(Q = I \times t\)
- \(M\) — молярна маса металу (для міді \(M_{Cu} = 63,5\, \text{г/моль}\))
- \(z\) — кількість електронів, що беруть участь у відновленні одного атома металу (для міді z = 2)
- \(F\) — константа Фарадея, \(F \approx 96400\, \text{C/моль}\)
Розв’язання:
Обчислюємо заряд:
\[ Q = I \times t = 1,5\, \text{А} \times 2400\, \text{с} = 3600\, \text{Кл} \]Застосовуємо формулу:
\[ m = \frac{Q \times M}{z \times F} = \frac{3600 \times 63,5}{2 \times 96400} \]Обчислюємо:
\[ m = \frac{229,260}{192800} \approx 1,19\, \text{г} \]
Відповідь:
Маса міді, що виділяється, становить приблизно 1,19 г.
Задача 2
Дано:
- Струм, \(I = 1\, \text{А}\)
- Час, \(t = 10\, \textодин}\) = 10 годин = 10 × 3600 = 36000 секунд
- Кількість ложок: 20 шт.
- Площа поверхні однієї ложки, \(S = 25\, \text{см}^2 = 25 \times 10^{-4}\, \text{м}^2\)
Знайти:
Товщину шару срібла, що осідає на ложках.
Умови і формули:
Загальна кількість заряду, що проходить через розчин:
\[
Q = I \times t
\]
Зі зв’язку між товщиною і масою:
Маса срібла:
\[
m = \frac{Q \times M_{Ag}}{z \times F}
\]
де:
- \(M_{Ag} = 107,87\, \text{г/моль}\)
- \(z = 1\) (один електрон для срібла)
Обчислюємо товщину шару:
\[
h = \frac{m}{\rho \times S}
\]
де:
- \(\rho_{Ag} \approx 10,5\, \text{г/см}^3\)
Розв’язання:
Обчислюємо заряд:
\[ Q = 1\, \text{А} \times 36000\, \text{с} = 36000\, \text{Кл} \]Масу срібла:
\[ m = \frac{Q \times M_{Ag}}{z \times F} = \frac{36000 \times 107,87}{1 \times 96400} \approx 40,26\, \text{г} \]Товщина шару:
Переведе масу у об’єм:
\[ V = \frac{m}{\rho} = \frac{40,26}{10,5} \approx 3,84\, \text{см}^3 \]
Об’єм зв’язаний з площею і товщиною:
\[
h = \frac{V}{S \times \text{ кількість ложок}} \quad \text{(загальна площа)}
\]
Загальна площа всіх ложок:
\[
S_{total} = 20 \times 25\, \text{см}^2 = 500\, \text{см}^2
\]
Отже, товщина шару:
\[
h = \frac{V}{S_{total}} = \frac{3,84\, \text{см}^3}{500\, \text{см}^2} = 0,00768\, \text{см} = 0,0768\, \textмм
\]
Відповідь:
Товщина шару срібла на ложках становить приблизно 0,077 мм.
Якщо потрібно більш детальне пояснення або допомога з іншими задачами, звертайтесь!