Вопрос школьника
За какое время τ при электролизе водного раствора хлорной меди (CuCl2) на катоде выделится масса m=4,74 г меди, если ток I=2 А?
Ответ от учителя
Для решения данной задачи необходимо использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделившегося на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через раствор. Формула закона Фарадея выглядит следующим образом:
m = (Q * M) / (n * F),
где m — масса вещества, выделившегося на электроде, Q — количество электричества, прошедшего через раствор, M — молярная масса вещества, n — количество электронов, участвующих в реакции, F — постоянная Фарадея.
Для реакции на катоде Cu2+ + 2e- -> Cu количество электронов, участвующих в реакции, равно 2. Молярная масса меди (Cu) равна 63,5 г/моль. Постоянная Фарадея F равна 96500 Кл/моль.
Таким образом, формула для расчета количества электричества, прошедшего через раствор, выглядит следующим образом:
Q = (m * n * F) / (M) = (4,74 * 2 * 96500) / (63,5) = 1420 Кл.
Для расчета времени τ, за которое произойдет электролиз, необходимо использовать формулу:
τ = Q / I = 1420 / 2 = 710 секунд (или 11 минут 50 секунд).
Таким образом, при токе 2 А масса меди, выделившейся на катоде, составит 4,74 г за 11 минут 50 секунд.
