1. Каково время, при котором на поверхности детали с площадью S=10см^2 осаждается слой Zn толщиной d=110, при силе тока

  • 58
1. Каково время, при котором на поверхности детали с площадью S=10см^2 осаждается слой Zn толщиной d=110, при силе тока I=2,0A, используя процесс электролиза?
2. Каково значение m1, если за время при силе тока I=0,5A масса катода увеличилась от m1 до m2=16,20г, а электрохимический эквивалент металла равен к=0,34?
3. Каким является напряжение в процессе получения алюминия методом электролиза, если затраты электроэнергии составляют W=37,3 кВтч, а масса металла равна m=2,5 кг?
Sverkayuschiy_Dzhinn
62
Задача 1: Для решения данной задачи нужно учесть закон Фарадея, который гласит, что количество осажденного вещества пропорционально заряду, прошедшему через электролит. Формула для вычисления осажденного слоя в электролизе имеет вид:

\[m = \frac{{Q \cdot M}}{{z \cdot F}}\]

где:
m - масса осажденного слоя в граммах,
Q - заряд, прошедший через электролит (в Кл),
M - молярная масса вещества, которое осаждается (в г/моль),
z - количество электронов, необходимых для осаждения одной молекулы вещества,
F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Исходя из формулы, можно получить следующее уравнение:

\[m = \frac{{I \cdot t \cdot M}}{{z \cdot F}}\]

где:
I - сила тока (в А),
t - время прохождения тока (в секундах),
M - молярная масса вещества (в г/моль).

Для решения задачи нам нужно найти время, поэтому мы можем перейти в следующую формулу:

\[t = \frac{{m \cdot z \cdot F}}{{I \cdot M}}\]

Подставляя значения в формулу, получим:

\[t = \frac{{d \cdot S \cdot z \cdot F}}{{I \cdot M}}\]

где:
d - толщина слоя (в сантиметрах),
S - площадь поверхности (в сантиметрах квадратных).

Далее, мы сможем вычислить значения и получить ответ.

Задача 2: В этой задаче нужно использовать закон сохранения массы, который утверждает, что масса вещества, осажденного на катоде, равна массе вещества, растворившегося на аноде.

Электрохимический эквивалент (k) металла определяется как масса вещества, образованного или потребленного при прохождении 1 Кл заряда. Формула для вычисления изменения массы вещества на катоде имеет вид:

\[m = k \cdot Q\]

где:
m - изменение массы вещества на катоде (в г),
k - электрохимический эквивалент металла (в г/Кл),
Q - заряд, прошедший через электролит (в Кл).

Исходя из формулы, можно получить следующее уравнение:

\[m = k \cdot (I \cdot t)\]

где:
I - сила тока (в А),
t - время прохождения тока (в секундах).

Для решения задачи нам нужно найти начальное значение массы (m1), поэтому мы можем перейти в следующую формулу:

\[m1 = m2 - (k \cdot (I \cdot t))\]

Подставляя значения в формулу, получим:

\[m1 = m2 - (k \cdot (I \cdot t))\]

Далее, мы сможем вычислить значения и получить ответ.

Задача 3: Для решения данной задачи нам нужно использовать формулу для расчета затрат электроэнергии в электролизе:

\[W = U \cdot I \cdot t\]

где:
W - затраты электроэнергии (в Дж или в кВтч),
U - напряжение (в В),
I - сила тока (в А),
t - время прохождения тока (в секундах).

Мы можем выразить напряжение (U) из этой формулы:

\[U = \frac{{W}}{{I \cdot t}}\]

Подставляя значения в формулу, получим:

\[U = \frac{{W}}{{I \cdot t}}\]

Далее, мы сможем вычислить значения и получить ответ.