2. Определите, пожалуйста, величину заряда электрона на основании результатов электролиза медного купороса, полученных
2. Определите, пожалуйста, величину заряда электрона на основании результатов электролиза медного купороса, полученных учеником в ходе лабораторной работы. Известно, что молярная масса меди составляет 64 г/моль, электрохимический эквивалент меди равен 3,29 * 10 кг/моль, число Авогадро равно 6,02 * 10^23 1/моль, а валентность меди равна 2. Имеем следующие данные: m = 2,4 МГ, І = 30 А, t = мин. Ответьте, пожалуйста, какова величина заряда электрона е в Кулонах?
05.12.2023 02:32
Написать свой ответ:
Инструкция:
В данной задаче мы имеем данные об электролизе медного купороса. Для решения задачи нам понадобится понятие электрохимического эквивалента элементов и формула, которая связывает заряд электрона с количеством переданного заряда.
Электрохимический эквивалент (Z) - это количество вещества, осажденного или выделившегося при прохождении одного кулона заряда через электролит. Он вычисляется по формуле:
Z = m / (I * t),
где m - масса вещества, осажденного на электроде в кг, I - сила тока в Амперах, t - время в секундах.
Теперь мы можем найти количество эквивалента меди. Молярная масса меди (M) известна нам и составляет 64 г/моль. Число Авогадро (N) равно 6,02 * 10^23 1/моль. Валентность меди (n) равна 2. Количество эквивалента меди (E) мы можем вычислить по формуле:
E = Z / (M * n) * N.
Наконец, чтобы найти величину заряда электрона (е), мы делим количество эквивалента меди (E) на заряд одного моля электронов (F), который составляет 96 485 Кулонов. Таким образом:
е = E / F.
Демонстрация:
Дано:
m = 2,4 МГ,
I = 30 А,
t = мин.
Решение:
Переведем массу в кг: m = 2,4 МГ = 2,4 * 10^6 г = 2,4 * 10^6 / 1000 кг = 2400 кг.
Переведем время в секунды: t = мин = мин * 60 сек = 60 сек.
Затем рассчитаем электрохимический эквивалент меди:
Z = m / (I * t) = 2400 / (30 * 60) = 2,67 * 10^-2 кг/Кл.
Теперь можно рассчитать количество эквивалента меди:
E = Z / (M * n) * N = 2,67 * 10^-2 / (64 * 2) * (6,02 * 10^23) = 4,20 * 10^21 экв.
И, наконец, найдем величину заряда электрона:
е = E / F = 4,20 * 10^21 / 96 485 = 4,35 * 10^-17 Кл.
Совет:
Для лучшего понимания задачи и ее решения рекомендуется повторить основные понятия электролиза и электрохимического эквивалента. Также стоит обратить внимание на корректное преобразование единиц измерения.
Задание:
При электролизе медного купороса ученик получил 3,6 г меди. Сила тока составила 2 А, а время протекания процесса было равно 15 мин. Определите величину заряда электрона (е) в Кулонах.