Электролиз и электрохимические реакции
1. Какую заряду нужно пропустить через раствор, чтобы на катоде образовалось 45 г серебра? 2. При какой толщине слоя
1. Какую заряду нужно пропустить через раствор, чтобы на катоде образовалось 45 г серебра?
2. При какой толщине слоя никеля, длительностью электролиза в 4 часа, происходит никелирование поверхности площадью 48 см2 при силе тока 0,15 А и электрохимическом эквиваленте никеля, равном 0,304 мг/кл и плотности 8900 кг/м3?
2. При какой толщине слоя никеля, длительностью электролиза в 4 часа, происходит никелирование поверхности площадью 48 см2 при силе тока 0,15 А и электрохимическом эквиваленте никеля, равном 0,304 мг/кл и плотности 8900 кг/м3?
08.12.2024 15:26
Написать свой ответ:
Инструкция:
1. Чтобы определить заряд, необходимый для образования 45 г серебра, мы будем использовать формулу связи между зарядом, массой образовавшегося вещества и зарядом элементарного электрона:
Q = (m/M) * e
где Q - заряд, m - масса вещества, M - молярная масса вещества и e - заряд элементарного электрона.
Для серебра молярная масса равна 107.87 г/моль, а заряд элементарного электрона принимаем равным 1.6 * 10^-19 Кл. Подставив значения, получим:
Q = (45/107.87) * (1.6 * 10^-19)
Q ≈ 6.78 * 10^(-19) Кл
Значение заряда округляем до двух значащих цифр, поэтому ответ: 6.8 * 10^(-19) Кл.
2. Чтобы определить толщину слоя никеля, необходимо использовать закон Фарадея:
Q = I * t,
где Q - заряд, I - сила тока, t - время электролиза.
Используя данную формулу, найдем заряд Q:
Q = I * t = 0.15 * 4 = 0.6 Кл.
Затем найдем количество вещества:
n = Q / F,
где n - количество вещества, F - электрохимический эквивалент.
Подставим известные значения:
n = 0.6 / 0.304 * 10^(-3) = 1.97 моль.
Далее, найдем массу nикеля:
m = n * M,
где m - масса, M - молярная масса никеля.
Молярная масса никеля равна 58.69 г/моль. Подставим значения:
m ≈ 1.97 * 58.69 = 115.57 г.
Наконец, найдем объем слоя никеля:
V = m / p,
где V - объем, p - плотность.
Плотность никеля равна 8900 кг/м^3, поэтому переведем г/моль в кг/м^3, получим:
V = 115.57 / (8900 * 10^3) ≈ 1.28 * 10^(-5) м^3.
Таким образом, ответ: толщина слоя никеля при электролизе в 4 часа составляет примерно 1.28 * 10^(-5) метра.
Совет:
Для лучшего понимания электролиза и электрохимических реакций, полезно изучить первоначальные понятия о веществе, атомах, ионах и реакциях окисления-восстановления. Также рекомендуется практиковаться на подобных задачах, чтобы лучше усвоить материал.
Дополнительное упражнение:
В электролитической ячейке из алюминия массой 200 г при электролизе получили 54 г металла. Найдите заряд, пропущенный через раствор при этом электролизе. (Молярная масса алюминия: 26.98 г/моль; заряд элементарного электрона: 1.6 * 10^(-19) Кл)