Какую массу никеля можно получить на катоде электролитической ванны за 40 минут при силе тока 15А?

Физика 11 класс Электролиз масса никеля электролитическая ванна Сила тока 40 минут 15А физика 11 класс электролиз расчет массы катодный процесс Новый

Для решения данной задачи нам нужно использовать закон Фарадея, который связывает количество вещества, выделяющегося на электроде, с количеством электричества, прошедшего через электролитическую ячейку.

Шаг 1: Найдем общее количество электричества, прошедшего через ванну за 40 минут.

• Сила тока (I) равна 15 А.
• Время (t) равно 40 минут. Чтобы перевести минуты в секунды, умножим на 60: 40 мин * 60 с/мин = 2400 с.
• Общее количество электричества (Q) можно найти по формуле: Q = I * t.

Подставим значения:

Q = 15 А * 2400 с = 36000 Кл.

Шаг 2: Теперь найдем, сколько молей никеля выделится на катоде. Никель (Ni) имеет валентность 2, то есть для выделения одного моля никеля необходимо 2 моля электронов. Следовательно, для выделения 1 моля никеля нужно передать 2 * 96500 Кл (это заряд одного моля электронов).

• Заряд одного моля электронов (F) равен 96500 Кл.
• Для 1 моля никеля требуется 2 * 96500 Кл = 193000 Кл.

Шаг 3: Теперь найдем, сколько молей никеля выделится при переданном заряде 36000 Кл.

Количество молей (n) можно найти по формуле: n = Q / (2 * F).

Подставим значения:

n = 36000 Кл / 193000 Кл/моль ≈ 0.186 молей.

Шаг 4: Теперь найдем массу никеля, используя его молярную массу. Молярная масса никеля составляет примерно 58.7 г/моль.

Масса (m) никеля рассчитывается по формуле: m = n * M, где M - молярная масса.

Подставим значения:

m = 0.186 моль * 58.7 г/моль ≈ 10.91 г.

Ответ: На катоде электролитической ванны можно получить примерно 10.91 грамм никеля за 40 минут при силе тока 15 А.