Який обсяг заряду пройшов через електролізну ванну з розчином йодиду срібла (AqI), якщо на катоді виділилось

Загадочный_Магнат

41

Для решения этой задачи нам понадобятся формулы, связанные с электролизом и массой вещества, которое выделяется на электроде.

Первым шагом нам необходимо вычислить количество электричества (заряд), который протек через электролит. Для этого используем формулу:

\[Q = I \cdot t\]

Где:
\(Q\) - заряд, протекший через электролит (в кулонах)
\(I\) - сила тока (в амперах)
\(t\) - время, в течение которого протекал электрический ток (в секундах)

Далее, зная заряд, мы можем использовать соотношение между зарядом, количеством вещества и числом электронов:

\[Q = n \cdot F\]

Где:
\(n\) - количество вещества (в молях)
\(F\) - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)

Теперь мы можем связать количество вещества с массой вещества, используя молярную массу. Для этой задачи нам следует использовать молярную массу йодида серебра (AgI). Допустим, молярная масса AgI составляет \(M\) г/моль.

Тогда масса вещества, которое выделяется на электроде, может быть вычислена следующим образом:

\[m = n \cdot M\]

Где:
\(m\) - масса вещества (в граммах)

Теперь, зная массу вещества, уделим особое внимание на различие между металлами и ионами. Поскольку на электроде видится выделение металла, это означает, что на катоде происходит процесс восстановления ионообразного состояния металла.

Для преобразования атомов металла в ионы, необходимо получить столько электронов, сколько суммарный следующий вес металла разделил ион на автоматический вес атома этого металла. В случае йодида серебра (AgI) каждый ион Ag требует одного электрона.

Таким образом, масса металла, выделяющегося на катоде, связана с зарядом через формулу:

\[m = \frac{Q}{z} \cdot M\]

Где:
\(m\) - масса вещества (в граммах)
\(Q\) - заряд, протекший через электролит (в кулонах)
\(z\) - количество электронов, необходимых для превращения каждого иона/атома вещества (в данном случае равно 1 для Ag)
\(M\) - молярная масса вещества (в г/моль)

Теперь мы можем продолжить с исходными данными. Нам дана масса металла, выделившегося на катоде (20 г), и нужно найти объем заряда, который протек через электролит.

Первым шагом найдем количество вещества:

\[n = \frac{m}{M}\]

Теперь используем формулу для заряда, чтобы найти его значение:

\[Q = n \cdot F\]

Подставляем значение массы вещества в формулу и округляем результат до нужного количества знаков:

\[Q = \left(\frac{m}{M}\right) \cdot F\]

После этого мы можем выразить результат в нужных единицах. Например, если мы хотим выразить заряд в кулонах, мы оставляем его таким. Если мы хотим выразить его в микрокулонах (\(1 \, \text{мкКл} = 10^{-6} \, \text{Кл}\)) или милликулонах (\(1 \, \text{мКл} = 10^{-3} \, \text{Кл}\)), мы можем просто переместить точку или добавить множитель в формулу.

Подставив все известные значения и решив выражение, мы найдем искомый объем заряда, протекшего через электролит.