Який тривалості електролізу потрібно, щоб виділити 180 грамів нікелю з розчину електроліту? Визначено силу струму

Содержание: Электролиз и масса вещества

Объяснение:
Электролиз – это процесс разложения вещества или его образования под влиянием электрического тока. В данной задаче мы рассматриваем электролиз раствора электролита для получения никеля.

Для решения задачи необходимо знать два основных факта:

1. Сила тока (I) – это количество электрического заряда (Q), протекающего через электролит за единицу времени (t). Связь между силой тока, зарядом и временем можно выразить формулой I = Q/t.

2. Масса вещества, выделяемого или образующегося при электролизе, пропорциональна заряду, протекающему через электролит. Формула для расчета массы вещества (m) выглядит так: m = Z * F, где Z – количество зарядов (электронов) для образования одной молекулы или иона, а F – фарадаи, постоянная, равная заряду одного моля электронов (F = 9.64853399 x 104 C/mol).

Теперь рассмотрим шаги решения задачи:

1. Запишем формулу для расчета массы вещества: m = Z * F.

2. Подставим известные значения в формулу: m = 180 г, F = 9.64853399 x 104 C/mol.

3. Необходимо определить значение Z – количество зарядов для образования одной молекулы никеля, используя его молярную массу и заряд иона. Для никеля молярная масса составляет примерно 58.69 г/моль, а заряд иона Ni2+ равен 2. Поэтому Z = 2.

4. Запишем окончательную формулу: 180 г = 2 * F.

5. Решим уравнение: 180 г = 2 * 9.64853399 x 104 C/mol.

6. Найдем силу тока (I) по формуле I = Q/t. В данной задаче известна только сила тока, поэтому нужно найти время, т.е. t = Q/I.

7. Подставим известные значения в формулу: t = 2 * 9.64853399 x 104 C/mol / I.

8. Запишем окончательное уравнение: t = 1.929706798 x 105 C / I.

Для получения конкретного численного ответа необходимо знать значение силы тока (I), которое не указано в задаче.

Демонстрация:
Задача: Який тривалості електролізу потрібно, щоб виділити 180 грамів нікелю з розчину електроліту? Визначено силу струму (I) рівною 5 ампер.
Решение:
1. Записуем формулу для расчета массы вещества: m = Z * F.
2. Подставляем известные значения в формулу: m = 180 г, F = 9.64853399 x 104 Кл/моль.
3. Необходимо определить значение Z – количество зарядов для образования одной молекулы никеля, используя его молярную массу и заряд иона. Для никеля молярная масса составляет примерно 58,69 г/моль, а заряд иона Ni2+ равен 2. Поэтому Z = 2.
4. Записываем окончательную формулу: 180 г = 2 * F.
5. Решаем уравнение: 180 г = 2 * 9.64853399 x 104 Кл/моль.
6. Находим силу тока (I) по формуле I = Q/t. В данной задаче известна только сила тока, поэтому нужно найти время, то есть t = Q/I.
7. Подставляем известные значения в формулу: t = 2 * 9.64853399 x 104 Кл/моль / 5 А = 1.929706798 x 105 Кл / 5 А = 3.859413596 x 104 сек.
Ответ: Чтобы получить 180 г никеля из раствора электролита при пропускании тока с силой 5 А, необходимо время электролиза равное 3.859413596 x 104 сек.

Совет:
Для лучшего понимания электролиза и применения формулы m = Z * F, рекомендуется ознакомиться с понятием молярной массы, ионного заряда и количеством зарядов, необходимых для формирования вещества по электролизу. Также рекомендуется изучить примеры решения задач на эту тему и провести практические эксперименты, чтобы продемонстрировать электролиз раствора электролита на практике.

Ещё задача:
Если сила тока равна 2 А, то какова будет тривалость электролиза, чтобы выделить 350 г никеля из раствора электролита? Выразите время в минутах.