Каково химическое действие электрического тока?
Физика11 классЭлектролиз и химическое действие электрического токаэлектрический токхимическое действиезакон Фарадеясвободные носители зарядаэлектролизмасса выделившегося веществаэлектрохимический эквивалентСила токамедное покрытиеалюминий электролизКПД установки
1. Химическое действие электрического тока
Химическое действие электрического тока заключается в том, что ток, проходя через электролит, вызывает химические реакции, приводящие к выделению веществ на электродах. Это действие основано на перемещении ионов в растворе, которые под воздействием электрического поля начинают двигаться к противоположным электродам. На катоде происходит восстановление, а на аноде - окисление.
2. Свободные носители заряда в электроплитах
В электроплитах свободными носителями заряда являются электроны, которые перемещаются по проводникам, и ионы, образующиеся в результате нагрева и взаимодействия с окружающей средой. В зависимости от конструкции плит, это могут быть как металлические проводники, так и ионные проводники в случае использования специфических материалов.
3. Математическая запись закона Фарадея
Закон Фарадея выражается следующим образом:
где:
4. Увеличение силы тока и выделение серебра
Утверждение верно. Если силу тока увеличить в 2 раза, то количество выделившегося серебра действительно УВЕЛИЧИТСЯ, так как масса вещества ПРЯМО ПРОПОРЦИОНАЛЬНА пройденному заряду. Это означает, что при постоянном электрохимическом эквиваленте увеличение тока приведет к пропорциональному увеличению выделяемого вещества.
5. Выделение хрома за сутки
Если за 8 часов на катоде выделилось 3 г хрома, то за сутки (24 часа) выделится:
Таким образом, за сутки выделится 9 г хрома.
6. Масса хрома при электролизе
Для определения массы хрома, выделившегося на катоде при электролизе, используем закон Фарадея. Сначала найдем силу тока:
Теперь найдем заряд, прошедший через электролит за 2 часа:
Теперь можем найти массу хрома:
Таким образом, масса хрома, выделившегося на катоде, составляет 1,0368 г.
7. Увеличение массы катода при электролизе меди
Сначала нужно перевести время в часы:
Теперь, если известна сила тока, можно рассчитать заряд и затем массу меди, но для этого нам нужно знать силу тока или электрохимический эквивалент меди. Предположим, что сила тока равна I ампер, тогда:
Без конкретных данных о силе тока и эквиваленте меди ответить точно невозможно.
8. Масса хромового покрытия
Согласно закону Фарадея, масса выделившихся веществ будет пропорциональна их эквивалентам. Если масса медного покрытия равна 53,44 г, то для хрома, с учетом его эквивалента, можно рассчитать массу следующим образом:
Для хрома эквивалент примерно 52 г/моль, для меди - 63,5 г/моль. Подставив значения, можно найти массу хрома.
9. КПД установки для получения алюминия
КПД установки определяется как отношение полезной работы к затраченной энергии. Если напряжение составляет 900 В, то для расчета КПД нужно знать, сколько энергии затрачивается на процесс. Предположим, что затраченная энергия составляет E, тогда:
Если КПД равен 80%, это означает, что 80% затраченной энергии идет на полезную работу, а 20% теряется. Для точного расчета необходимы дополнительные данные о процессе.