1. Какое количество меди осело на катоде после прохождения заряда в 12,5 Кл через водный раствор медного купороса?

Звонкий_Эльф

12

1. Для решения этой задачи нам понадобится использовать закон Фарадея, который устанавливает пропорциональность между количеством вещества, осевшего на электроде, и зарядом, прошедшим через электролит. Формула для вычисления количества меди на катоде имеет вид:

\[
n = \dfrac{Q}{F}
\]

где \(n\) - количество вещества на катоде, \(Q\) - заряд, прошедший через электролит, \(F\) - постоянная Фарадея.

У нас есть значение заряда \(Q = 12.5\) Кл и мы знаем, что постоянная Фарадея \(F = 96500\) Кл/моль. Подставим эти значения в формулу и найдем количество меди:

\[
n = \dfrac{12.5}{96500} = 0.000129 моль
\]

Теперь мы можем найти массу меди, зная молярную массу меди \(M_{Cu} = 63.55\) г/моль. Формула для вычисления массы имеет вид:

\[
m = n \times M_{Cu}
\]

Подставим значения и найдем массу меди:

\[
m = 0.000129 \times 63.55 = 0.008 г
\]

Таким образом, на катоде оселось примерно 0.008 г меди после прохождения заряда в 12.5 Кл через раствор медного купороса.

2. Чтобы определить заряд, необходимый для осаждения 10 мг серебра на катоде, мы можем использовать ту же формулу, что и в предыдущей задаче. Заменим количество меди на катоде на количество серебра и подставим известные значения:

\[
n = \dfrac{m}{M_{Ag}} = \dfrac{0.01}{107.87} = 0.000093 моль
\]

Теперь найдем заряд:

\[
Q = n \times F = 0.000093 \times 96500 = 8.97 Кл
\]

Таким образом, чтобы накопилось 10 мг серебра на катоде во время электролиза, необходимо провести заряд в размере 8.97 Кл через электролит.

3. Для определения силы тока, протекавшего через электролит во время электролиза, сначала нам нужно найти количество вещества никеля, осевшего на катоде. Мы можем использовать ту же формулу, что и в предыдущих задачах:

\[
n = \dfrac{m}{M_{Ni}} = \dfrac{0.015}{58.69} = 0.000256 моль
\]

Теперь мы можем найти заряд, прошедший через электролит:

\[
Q = n \times F = 0.000256 \times 96500 = 24.7 Кл
\]

Длительность электролиза составляет 1.5 часа, что эквивалентно 5400 секундам. Теперь мы можем найти силу тока:

\[
I = \dfrac{Q}{t} = \dfrac{24.7}{5400} = 0.00457 А
\]

Таким образом, сила тока, протекавшая через электролит во время электролиза, составляла 0.00457 А.

4. Для определения количества меди, образовавшейся на катоде, мы можем использовать ту же формулу, что и в предыдущих задачах:

\[
n = \dfrac{m}{M_{Cu}} = \dfrac{0.632}{63.55} = 0.00995 моль
\]

Теперь мы можем найти заряд, прошедший через электролит:

\[
Q = n \times F = 0.00995 \times 96500 = 959.675 Кл
\]

Длительность прохождения тока составляет 20 минут, что эквивалентно 1200 секундам. Теперь мы можем найти силу тока:

\[
I = \dfrac{Q}{t} = \dfrac{959.675}{1200} = 0.799 А
\]

Таким образом, при прохождении тока с силой 1.6 А в течение 20 минут через электролитическую ванну на катоде образовалась медь массой 0.632 г. Полученное значение силы тока составляет 0.799 А, что меньше заданной начальной силы тока. Это может указывать на некоторые потери тока в системе или на другие факторы, влияющие на процесс электролиза.