Question

Електроліз у розчині з сіллю нікелю тривав протягом 15 хв. Яка маса нікелю виділиться на катоді, якщо сила струму, за якого проходив електроліз, весь час була 5,5 А?​

Answer 1

Для расчета массы никеля, выделяющейся на катоде в результате электролиза, мы можем использовать закон Фарадея. Закон Фарадея гласит, что масса вещества, выделяющегося или растворяющегося на электроде во время электролиза, пропорциональна заряду (количеству зарядов):

Масса = (Заряд * Мольная масса) / (n * F)

Где:

- Масса - масса выделяющегося вещества (в граммах).

- Заряд - количество переданных зарядов (в кулонах или ампер-секундах, C).

- Мольная масса - масса одного моля вещества (в граммах/моль).

- n - количество молей вещества, связанных с электрохимической реакцией.

- F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль), которая представляет собой заряд одного моля электронов.

Дано:

- Сила тока (I) = 5,5 А (Амперы) - это текущий в течение 15 минут.

- Время (t) = 15 минут = 15 * 60 секунд = 900 секунд (с).

- Мольная масса никеля (Ni) = 58,69 г/моль (по таблице молекулярных масс элементов).

Теперь мы можем рассчитать заряд (Q), используя формулу:

Q = I * t

Q = 5,5 А * 900 с = 4950 Кл (Кулонов)

Теперь мы можем использовать полученный заряд и подставить его в формулу массы:

Масса = (4950 Кл * 58,69 г/моль) / (2 * 96,485 Кл/моль)

Здесь число 2 в знаменателе появляется потому, что для выделения одного атома никеля из никелевой соли (NiSO4) требуется передача двух электронов.

Рассчитываем:

Масса = (4950 Кл * 58,69 г/моль) / (2 * 96,485 Кл/моль) ≈ 151,73 г

Таким образом, масса никеля, выделяющейся на катоде в результате электролиза, составит примерно 151,73 грамма.

НЕ ЗАБУДЬ ОЦЕНИТЬ РАБОТУ ;)

Answer 2

Для вирішення цієї задачі можна використовувати закон Фарадея для електролізу. Згідно з цим законом, маса речовини, виділеної або витраченої під час електролізу, прямо пропорційна кількості заряду, який пройшов через систему.

Ми можемо використовувати наступну формулу:
m
=
Q
∗
M
z
∗
F
,
m=
z∗F
Q∗M
​
,
де:

m
m - маса виділеного нікелю (в грамах),
Q
Q - кількість заряду, що пройшла через систему (в Кулонах),
M
M - молекулярна маса нікелю (58,69 г/моль),
z
z - кількість електронів, які беруть участь у реакції (у цьому випадку, для нікелю це 2 електрони),
F
F - число Фарадея (96 485 Кулонів/моль).
Ми знаємо силу струму (
I
I) і тривалість електролізу (
t
t), тому можемо обчислити кількість заряду (
Q
Q) знаючи, що
Q
=
I
∗
t
Q=I∗t:
Q
=
5
,
5
A
∗
15
m
i
n
∗
60
s
1
m
i
n
=
4950
C
(
Кулонів
)
.
Q=5,5A∗15min∗
1min
60s
​
=4950C(Кулонів).

Тепер можемо використовувати цю кількість заряду у формулі для обчислення маси нікелю:
m
=
4950
C
∗
58
,
69
g
/
m
o
l
2
∗
96485
C
/
m
o
l
≈
1
,
41
грама
.
m=
2∗96485C/mol
4950C∗58,69g/mol
​
≈1,41грама.

Таким чином, маса нікелю, яка виділиться на катоді під час електролізу, становитиме приблизно 1,41 грама.