Вопрос школьника
Через раствор азотной кислоты пропускается ток I=2 A. Какое количество электричества q переносится за время τ=1 мин ионами каждого знака?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо воспользоваться формулой для расчета количества электричества:
q = I * t * n * F,
где q — количество электричества, переносимое за время t ионами каждого знака, I — сила тока, n — количество ионов каждого знака, переносимых за единицу времени, F — постоянная Фарадея.
Для расчета количества ионов каждого знака необходимо знать состав раствора азотной кислоты. Предположим, что раствор содержит ионы H+ и NO3-. Так как азотная кислота является двухзарядным электролитом, то количество ионов каждого знака будет равно силе тока, деленной на заряд иона:
n = I / q,
где q = e * z, e — заряд элементарного заряда, z — заряд иона.
Для ионов H+ заряд равен +1, для ионов NO3- заряд равен -1. Таким образом, количество ионов каждого знака будет равно:
n(H+) = I / (e * 1) = I / e,
n(NO3-) = I / (e * (-1)) = -I / e.
Подставляя значения в формулу для расчета количества электричества, получаем:
q = I * t * n * F = I * t * (n(H+) + n(NO3-)) * F = I * t * (I / e — I / e) * F = 0.
Таким образом, количество электричества, переносимое за время 1 мин ионами каждого знака через раствор азотной кислоты, равно нулю. Это объясняется тем, что количество ионов положительного и отрицательного заряда, переносимых через раствор, равно друг другу и они компенсируют друг друга.
