Вопрос школьника
При электролизе медного купороса за время τ=1 ч выделилась масса m=0,5 г меди. Площадь каждого электрода S=75 см2. Найти плотность тока j.
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через электрод.
Масса меди, выделившейся на электроде за время τ=1 ч, равна 0,5 г. Это означает, что количество вещества меди, выделившейся на электроде, равно:
n = m/M,
где M — молярная масса меди, равная 63,5 г/моль.
n = 0,5/63,5 = 0,00787 моль.
Количество электричества, прошедшего через электрод, можно выразить через заряд Q, который равен произведению плотности тока j на время τ и площадь электрода S:
Q = j*S*τ.
Таким образом, плотность тока j можно выразить через количество электричества и площадь электрода:
j = Q/(S*τ) = n*F/(S*τ),
где F — постоянная Фарадея, равная 96500 Кл/моль.
Подставляя значения, получаем:
j = 0,00787*96500/(75*3600) = 0,00034 А/см2.
Ответ: плотность тока j равна 0,00034 А/см2.
