Какое количество времени потребуется для проведения электролиза и достижения концентрации 1н при пропускании тока

Yasli

35

Чтобы решить эту задачу, нам необходимо использовать формулу, связывающую количество вещества, электрический ток и время.

Формула для расчета количества времени, необходимого для проведения электролиза, может быть выражена следующим образом:

\[t = \frac{n}{F \cdot I}\]

Где:
\(t\) - количество времени, необходимого для проведения электролиза (в секундах),
\(n\) - количество вещества (измеряемое в молях),
\(F\) - постоянная Фарадея (\(9.65 \times 10^4\) Кл/моль),
\(I\) - сила электрического тока (измеряемая в амперах).

Для начала, нам необходимо найти количество вещества (\(n\)) в данной задаче. Мы можем использовать формулу \(n = \frac{m}{M}\), где \(m\) - масса вещества, а \(M\) - его молярная масса.

В данной задаче нам дан объем раствора (\(V\)) равный 400 мл (0,4 л) и его концентрация (\(C\)) равна 0,7 н (0,7 моль/л).

Чтобы рассчитать количество вещества (\(n\)), нам сначала необходимо рассчитать массу вещества (\(m\)). Массу вещества можно найти с использованием формулы \(m = V \cdot C \cdot M\).

Давайте найдем массу вещества:

\[m = 0,4 \, \text{л} \times 0,7 \, \text{моль/л} \times M\]

Теперь, когда у нас есть масса вещества (\(m\)), мы можем рассчитать количество вещества (\(n\)):

\[n = \frac{m}{M}\]

Когда у нас есть количество вещества (\(n\)), мы можем рассчитать количество времени (\(t\)), необходимое для проведения электролиза:

\[t = \frac{n}{F \cdot I}\]

Подставим все значения в формулу, чтобы получить окончательный ответ.

Теперь, я проведу вычисления и рассчитаю временной интервал, необходимый для проведения электролиза.

Молярная масса \(H_2SO_4 = 98 \, \text{г/моль}\)

Масса вещества:
\[m = 0,4 \, \text{л} \times 0,7 \, \text{моль/л} \times 98 \, \text{г/моль} = 27,44 \, \text{г}\]

Количество вещества:
\[n = \frac{m}{M} = \frac{27,44 \, \text{г}}{98 \, \text{г/моль}} = 0,28 \, \text{моль}\]

Теперь, используя значение \(n\) и известное значение постоянной Фарадея (\(F = 9.65 \times 10^4\) Кл/моль) и силы тока (\(I = 6,7\) А), мы можем рассчитать количество времени, необходимое для проведения электролиза:

\[t = \frac{n}{F \cdot I} = \frac{0,28 \, \text{моль}}{9.65 \times 10^4 \, \text{Кл/моль} \cdot 6,7 \, \text{А}}\]

Теперь выполним расчеты:

\[t = 0,28 \, \text{моль} \div (9.65 \times 10^4 \, \text{Кл/моль} \times 6,7 \, \text{А}) = 6,04 \times 10^{-7} \, \text{с} = 604 \, \text{мкс}\]

Таким образом, количество времени (\(t\)), необходимое для проведения электролиза и достижения концентрации 1 н, составит 604 микросекунды.