Визначте масу цинку, виділену на катоді під час електролізу цинк сульфату при роботі 10 кВт∙год, знаючи напругу

Chudesnyy_Master

40

Для решения этой задачи, нам понадобятся следующие данные:

- Мощность: 10 кВт∙год
- Напряжение на клемах ванны

Давайте сначала переведем мощность из киловатт-часов в Джоули, поскольку Джоули являются СИ-единицами:

1 кВт∙ч = 3.6 × 10^6 Дж

Теперь рассчитаем количество затраченной энергии в Джоулях:

10 кВт∙ч × 3.6 × 10^6 Дж/кВт∙ч = 36 × 10^6 Дж

Зная, что напряжение на клемах ванны равно электрическому потенциалу цинка, мы можем использовать первый закон Фарадея для определения количества вещества, которое электролизировалось.

Первый закон Фарадея гласит, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально переданному заряду:

m = Q/M,

где:
m - масса вещества, выделившегося на электроде (цинка в данном случае),
Q - заряд, переданный через электролит (количество электричества),
M - молярная масса вещества.

Для цинка молярная масса (M) равна 65.38 г/моль.

Теперь мы должны найти заряд, переданный через электролит. Заряд можно рассчитать, используя формулу:

Q = I × t,

где:
I - ток, протекающий через электролит (ампер),
t - время электролиза (время работы в секундах).

Однако нам не дан ток (I), поэтому мы не можем его вычислить напрямую. Мы можем использовать закон Ома, чтобы связать ток с напряжением на катоде:

I = U/R,

где:
U - напряжение на катоде (вольт),
R - сопротивление электролита.

Таким образом, если у нас есть информация о сопротивлении (R) электролита, мы сможем вычислить ток (I).

Но если у нас нет информации о сопротивлении, мы можем сделать предположение, что сопротивление электролита является небольшим и пренебречь этим значением. В этом случае, ток будет почти равен I = U/R = U/0 ≈ бесконечности (очень большому значению).

Таким образом, масса цинка, выделенного на катоде, будет очень мала, или более точно, станет неопределенной величиной, поскольку очень большой ток (I) приведет к очень большому количеству цинка.

Итак, без дополнительной информации о сопротивлении электролита, мы не сможем точно определить массу цинка, выделенного на катоде.