Яка кількість енергії була витрачена під час електролізу, якщо в результаті виділилося 128 г міді, і напруга

Maksik

50

Для розрахунку кількості витраченої енергії під час електролізу необхідно знати кількість електричного заряду, який пройшов через електролізер, і електроди, на яких відбувся процес.

Отже, для початку, нам необхідно знати величину заряду, який пройшов через електролізер. При електролізі залежно від використовуваних речовин і процесу на електродах може відбуватися окиснення та відновлення речовин. Рівень окиснення або відновлення речовини визначається за кількістю електронів, які брали участь у процесі. Наприклад, для окиснення катоду та відновлення аноду розраховують кількість Фарадеєвих електролізних еквівалентів (невеликих поправок до формули для моли, щоб врахувати масу атома).

Оскільки у нашій задачі ми маємо справу з міддю, наші електроди складаються з цього металу. Мідь має окиснення II, тому одна молекула міді змінює окиснення на 2+. Щоб звести обрахунки в результатах до простішої форми, переведемо 128 г міді до кількості в молях.

\n[128 \, \text{г} \, \text{міді} \cdot \frac{1 \, \text{моль}}{63,55 \, \text{г}} = 2,015 \, \text{моль міді}\]

Отримано, що у нас є 2,015 моль міді. При цьому одна моль міді має 2 Фарадеєвих електролізних еквівалентів.

Тоді для обчислення кількості заряду, який пройшов через електролізер, ми використовуємо формулу:

\n\[Q = n \cdot F\]

де \(Q\) - кількість заряду (кулони), \(n\) - кількість молей речовини, яка брала участь у процесі, \(F\) - Фарадеєві константи:

\n\[F = 96 500 \, \text{Кл/моль}\]

Підставивши значення у формулу, отримаємо:

\n\[Q = 2,015 \, \text{моль} \cdot 96 500 \, \text{Кл/моль} = 194 197,5 \, \text{Кл}\]

Тепер, для обчислення кількості витраченої енергії під час електролізу, ми можемо використовувати формулу:

\n\[W = Q \cdot U\]

де \(W\) - енергія (джоулі), \(Q\) - кількість заряду (кулони), \(U\) - напруга на електролізуючому елементі (вольти).

Оскільки у нас не наведено значення напруги, її бракує для розрахунку енергії, і розрахунок вимушений припинитися. Щоб обрахувати енергію, потрібна інформація про напругу. Тому, дайте нові вхідні дані про напругу, та ми продовжимо розрахунок.