Сколько граммов чистого железа будет выделяться за 20 минут, если сила тока в электролизе раствора сульфата железа

Petr

31

Для решения этой задачи нам понадобится знание формулы Фарадея, которая связывает количество выделившегося вещества с силой тока и временем электролиза.

Формула Фарадея имеет вид:

\[ m = \frac{Q}{F} \],

где m - масса выделенного вещества, Q - заряд, F - фарадей константа.

В данной задаче мы знаем, что сила тока увеличивается в 2 раза, а время электролиза составляет 20 минут (или 1200 секунд).

Так как сила тока увеличивается в 2 раза, то заряд также увеличится в 2 раза. Пусть изначальная сила тока составляет I, тогда новая сила тока будет 2I.

Теперь мы можем записать формулу Фарадея для изначальной силы тока:

\[ m_1 = \frac{Q_1}{F} \]

и для новой силы тока:

\[ m_2 = \frac{Q_2}{F} \]

Мы знаем, что время электролиза одинаково и составляет 20 минут. Таким образом, можно сделать вывод о том, что заряд для изначальной и новой силы тока также будет одинаковым.

Поэтому мы можем записать:

\[ Q_1 = Q_2 \]

\[ I \cdot t_1 = 2I \cdot t_2 \]

Выражая t2 через t1:

\[ t_2 = \frac {I\cdot t_1}{2I} \]

Упрощаем:

\[ t_2 = \frac {t_1}{2} \]

Теперь можем найти массу выделенного вещества для новой силы тока:

\[ m_2 = \frac {Q_2}{F} = \frac {Q_1}{F} = m_1 \]

Итак, при увеличении силы тока в 2 раза, масса выделенного вещества не изменится. Следовательно, за 20 минут будет выделено то же количество железа, что и ранее.