Що робить електричний струм, коли протікає через масу нікелю в 1 кг під час електролізу? Яка напруга між електродами?

Грей

26

Електричний струм, що протікає через масу нікелю під час електролізу, викликає зміщення електронів у ряді атомів Нікеля і спричиняє зміну їхня заряду. Цей процес відбувається за рахунок руху електронів з одного електрода на інший через розчин, що містить розплавлений Нікель.

Під час електролізу, електроди підключені до джерела постійного струму - такого, як, наприклад, батареї чи акумулятора. Перший електрод, на якому відбувається електроліз, називається анодом, а другий електрод, на якому збирається продукт електролізу, - катодом.

Маса нікелю, яка бере участь у процесі електролізу, становить 1 кг. Щоб визначити, що саме робить електричний струм з нікелем, ми можемо розрахувати кількість заряду, який проходить через нікель за даний час.

Заряд, що проходить через провідник (яким є нікель) можна визначити за допомогою рівняння:
\[Q = I \cdot t,\]
де Q - заряд, I - сила струму (в амперах) і t - час (в секундах).

Якщо ми знаємо, що струм протікає протягом певного часу, скажімо, 1 годину (3600 секунд), ми можемо використати цей час у рівнянні. Покищо відомо, що напруга між електродами дорівнює 2 вольтам.

Отож, для нашої задачі у нас є:

Маса нікелю: 1 кг
Напруга між електродами: 2 В
Час електролізу: 3600 секунд

Для того щоб обрахувати заряд, потрібно знати силу струму. Однак, її наразі ми не знаємо.

Якщо ми зможемо визначити струм, то ми зможемо визначити заряд, що протікає через масу нікелю за даний час.
Тепер нас попросили також визначити напругу між електродами.

Відповідь на це питання можна отримати застосовуючи формулу Ома:
\[U = R \cdot I,\]
де U - напруга (в вольтах), R - опір (в омах) та I - сила струму (в амперах).

Поки що нам не відомо величину струму, але ми знаємо напругу (2 В) та масу нікелю (1 кг). Ми також запишемо опір як R.

Пам"ятаючи, що опір в розплавленому нікелі залежить від концентрації заряджених іонів, можемо припустити, що концентрація іонів становить 1 моль на літр. (А тому ми взяли 1 кг нікелю, який еквівалентний приблизно 437 млрд іонів Нікеля). Для нашої формули:
\[R = \frac{{\rho \cdot l}}{A},\]
де R - опір, \(\rho\) - специфічний опір (опоряджений розплав нікелю), l - довжина шляху струму через розплав нікелю та A - площа поперечного перерізу.

На жаль, дані нам не надані, тому точні значення важко визначити.
Однак, ми можемо розрахувати приблизну напругу між електродами.

Загалом, маємо таку ситуацію:
Маса нікелю: 1 кг
Напруга між електродами: 2 В
Час електролізу: 3600 секунд

Важливо зазначити, що дані, мій оцінки, що являються деяким наближенням, тому результати можуть бути неповністю точні. Ми просто зробили оцінку на основі умов задачі та уявні дані.

Я надіюся, що це розв"язання допомогло вам краще зрозуміти, що робить електричний струм та яка напруга між електродами протягом електролізу через масу нікелю. Будь ласка, дайте знати, якщо у вас є якісь питання.