Какое будет время электролиза, если на электроде выделится слой меди толщиной 0,01 мм при плотности тока 100 Кл/м2?

Solnechnyy_Feniks_6361

15

Для решения данной задачи, нам потребуется использовать формулу для расчета времени электролиза:

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

где:
\(t\) - время электролиза,
\(m\) - масса выделенного вещества,
\(z\) - количество электронов, участвующих в реакции,
\(F\) - фарадай (значение постоянной Фарадея, равное \(96500 \, Кл/моль\)),
\(I\) - сила тока.

Для начала, нам нужно найти массу меди, которая выделится на электроде. Массу меди можно рассчитать, используя следующую формулу:

\[m = \rho \cdot V\]

где:
\(m\) - масса меди,
\(\rho\) - плотность меди,
\(V\) - объем меди.

Объем меди вычисляется как произведение площади поверхности электрода на его толщину:

\[V = S \cdot d\]

где:
\(S\) - площадь поверхности электрода,
\(d\) - толщина слоя меди.

Теперь мы можем подставить найденные значения в формулу для массы меди:

\[m = \rho \cdot S \cdot d\]

Для дальнейших вычислений, нам необходимо выразить силу тока I в Амперах. Для этого нужно разделить значение плотности тока на \(10^4\) (так как изначально плотность тока дана в \(\frac{Кл}{м^2}\)):

\[I = \frac{{100 \, Кл/м^2}}{{10^4}} = 0.01 \, А\]

Теперь найдем значение заряда \(z\) (количество электронов, участвующих в реакции). Мы можем использовать электрохимический эквивалент меди:

\[z = \frac{{k}}{{M}}\]

где:
\(z\) - количество электронов, участвующих в реакции,
\(k\) - электрохимический эквивалент меди (\(0.3 \cdot 10^{-6} \, кг/Кл\)),
\(M\) - молярная масса меди (\(63.55 \, г/моль\)).

Теперь мы можем подставить значение электрохимического эквивалента и молярной массы меди в формулу и рассчитать значение заряда:

\[z = \frac{{0.3 \cdot 10^{-6} \, кг/Кл}}{{63.55 \, г/моль}}\]

Подсчитав значение заряда \(z\), мы можем использовать все найденные значения в формуле для времени электролиза:

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

Пожалуйста, подставьте все значения и выполните необходимые вычисления, чтобы получить итоговый результат.