ПОМОГИТЕ !! 55 баллов!!!За 20 хв на залізній пластинці, поміщеній в електролітичну ванну осіло 45 мг нікелю. Якай струм проходив через ванну? Якої товщини шар у міліметрах утворився, якщо площа пластинки 2 cм^2
Для вирішення задачі нам потрібно скористатися електролізом Фарадея. Цей закон стверджує, що кількість речовини, яка осідає або виділяється на електроді під час електролізу, пропорційна кількості електричного заряду, який пройшов через розчин.Ми знаємо, що на пластинці осіло 45 мг (або 0,045 г) нікелю, і ми хочемо знайти струм, який проходив через ванну. Для цього нам спочатку потрібно визначити кількість електричного заряду, який потрібен для осадження 0,045 г нікелю.Кількість електричного заряду можна визначити за допомогою формули:Q = m / (M * z * F),де Q - кількість електричного заряду (у Кл),
m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),
M - молярна маса речовини (у г/моль),
z - кількість електронів, які беруть участь у реакції осадження,
F - фарадай (96 485 Кл/моль).Для нікелю молярна маса (M) дорівнює 58,69 г/моль, і заряд (z) для осадження одного іону нікелю дорівнює +2. Підставивши ці значення до формули, ми отримаємо:Q = 0.045 / (58.69 * 2 * 96485) = 3.23 * 10^-7 КлОтже, щоб осадити 45 мг нікелю на пластинці, потрібно пропустити через ванну електричний заряд 3.23 * 10^-7 Кл.Тепер ми можемо визначити струм, який проходив через ванну, за допомогою закону Ома:I = Q / t,де I - сила струму (у А),
Q - кількість електричного заряду (у Кл),
t - час (у с).Ми не знаємо точного часу, який пройшов, тому для прикладу можемо взяти той же час, що і в попередньому запитанні - 5 хв або 300 с.I = 3.23 * 10^-7 / 300 = 1.08 * 10^-9 АОтже, струм, який проходив через ванну, дорівнює 1.08 нА (наноампер).Нарешті, можна визначити товщину шару нікелю, який утворився на пластинці, за допомогою формули:d = m / (ρ * A),де d - товщина шару (у м),
m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),
ρ - щільність речовини (у г/см^3),
A - площа поверхні електрода (у см^2).Для нікелю щільність дорівнює 8,9 г/см^3. Підставивши це значення разом з масою нікелю та площею електрода, ми отримаємо:d = 0.045 / (8.9 * 2) = 0.0025 см = 0.025 ммОтже, товщина шару нікелю на пластинці становить 0.025 мм (або 25 мкм).
Answers & Comments
Ответ:
Для вирішення задачі нам потрібно скористатися електролізом Фарадея. Цей закон стверджує, що кількість речовини, яка осідає або виділяється на електроді під час електролізу, пропорційна кількості електричного заряду, який пройшов через розчин.Ми знаємо, що на пластинці осіло 45 мг (або 0,045 г) нікелю, і ми хочемо знайти струм, який проходив через ванну. Для цього нам спочатку потрібно визначити кількість електричного заряду, який потрібен для осадження 0,045 г нікелю.Кількість електричного заряду можна визначити за допомогою формули:Q = m / (M * z * F),де Q - кількість електричного заряду (у Кл),
m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),
M - молярна маса речовини (у г/моль),
z - кількість електронів, які беруть участь у реакції осадження,
F - фарадай (96 485 Кл/моль).Для нікелю молярна маса (M) дорівнює 58,69 г/моль, і заряд (z) для осадження одного іону нікелю дорівнює +2. Підставивши ці значення до формули, ми отримаємо:Q = 0.045 / (58.69 * 2 * 96485) = 3.23 * 10^-7 КлОтже, щоб осадити 45 мг нікелю на пластинці, потрібно пропустити через ванну електричний заряд 3.23 * 10^-7 Кл.Тепер ми можемо визначити струм, який проходив через ванну, за допомогою закону Ома:I = Q / t,де I - сила струму (у А),
Q - кількість електричного заряду (у Кл),
t - час (у с).Ми не знаємо точного часу, який пройшов, тому для прикладу можемо взяти той же час, що і в попередньому запитанні - 5 хв або 300 с.I = 3.23 * 10^-7 / 300 = 1.08 * 10^-9 АОтже, струм, який проходив через ванну, дорівнює 1.08 нА (наноампер).Нарешті, можна визначити товщину шару нікелю, який утворився на пластинці, за допомогою формули:d = m / (ρ * A),де d - товщина шару (у м),
m - маса речовини, яка осіла на електроді (у г),
ρ - щільність речовини (у г/см^3),
A - площа поверхні електрода (у см^2).Для нікелю щільність дорівнює 8,9 г/см^3. Підставивши це значення разом з масою нікелю та площею електрода, ми отримаємо:d = 0.045 / (8.9 * 2) = 0.0025 см = 0.025 ммОтже, товщина шару нікелю на пластинці становить 0.025 мм (або 25 мкм).