Як часто відбувається виділення одновалентного срібла на катоді протягом 5 годин, якщо опір розчину між електродами

Золотая_Завеса

30

Для того чтобы решить данную задачу, нам понадобится использовать Закон Ома, который описывает зависимость между напряжением, сопротивлением и силой тока в электрической цепи. Закон Ома формулируется следующим образом:

\[ I = \frac{U}{R} \]

где:
- \( I \) - сила тока, измеряемая в амперах (A)
- \( U \) - напряжение, измеряемое в вольтах (V)
- \( R \) - сопротивление, измеряемое в омах (Ω)

В данной задаче нам дано значение сопротивления между электродами (\( R = 5,5 \, \Omega \)) и значение напряжения источника тока (\( U = 6 \, \text{В} \)). Нашей целью является определение силы тока \( I \) и, соответственно, количества одновалентного серебра, выделенного на катоде за 5 часов.

Для начала найдем силу тока, используя формулу Закона Ома:

\[ I = \frac{U}{R} = \frac{6 \, \text{В}}{5,5 \, \Omega} \approx 1,09 \, \text{А} \]

Теперь, зная силу тока, мы можем определить количество одновалентного серебра, выделенного на катоде, используя так называемое правило Фарадея. Правило Фарадея утверждает, что количество вещества, выделенного на электроде, пропорционально силе тока и времени электролиза:

\[ \text{Масса} = I \cdot t \cdot F \]

где:
- \( \text{Масса} \) - масса вещества, выделенного на электроде, измеряемая в граммах (г)
- \( t \) - время электролиза, измеряемое в секундах (с)
- \( F \) - фарад, количество электричества, равное количеству одновалентных ионов вещества, выделенного на электроде

Задача говорит о выделении одновалентного серебра, поэтому значение фарада для серебра равно \( F = 1 \).

Теперь давайте преобразуем единицы измерения времени из часов в секунды, используя соотношение:

\[ 1 \, \text{ч} = 3600 \, \text{с} \]

Таким образом, 5 часов эквивалентно:

\[ t = 5 \, \text{ч} \cdot 3600 \, \text{с/ч} = 18000 \, \text{с} \]

Теперь мы можем найти массу серебра, выделенного на катоде:

\[ \text{Масса} = 1,09 \, \text{А} \cdot 18000 \, \text{с} \cdot 1 \, \text{г/А}\cdot\text{с}\cdot 1 \, \text{моль} = 19620 \, \text{г/моль} \]

Таким образом, за 5 часов электролиза на катоде будет выделено около 19620 г серебра.

Учтите, что данная задача является примером для наглядности, и в реальной ситуации необходимо учитывать другие факторы, такие как степень чистоты электрода и электролита, удельная масса выделяемого вещества и другие параметры, которые могут повлиять на результаты.