1. Який час необхідно для того, щоб на поверхні виробу утворився шар двовалентного нікелю завтовшки 0,03 мм
2. Скільки алюмінію буде виділено при витраті електричної енергії 1 кВт · год, якщо проводити електроліз під напругою 5 В і ККД всієї установки становить 80%?
3. За 20 хв виділилося 1,98 г міді у електролітичній ванні. Яка електрична потужність витрачається на нагрівання електроліту, якщо опір розчину ванни дорівнює 0,8 ом?
4. Під час електролізу розчину сірчаної кислоти протягом 2 год 23 хв виділилося 5 л водню за нормальних умов. Який опір розчину, якщо потужність струму становить 32,5 Вт?
5. Під час електролізу води через ванну проходить заряд 4 кКл, і при цьому виділилося 0,4 л водню за тиску 128 кПа. Яка температура водню?
Пояснение: Для решения этих задач нам понадобятся знания в области электрохимии. Перед началом решения каждой задачи, мы должны определить соответствующую химическую реакцию. Затем мы используем закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, которое выделяется или депонируется на электроде, связано с электрическим зарядом и электрохимической эквивалентностью вещества.
Пример использования:
Задача 1: Для начала мы определяем химическую реакцию Ni2+ + 2e- -> Ni, она говорит нам, что 2 мол электронов требуются для осаждения 1 мол никеля. Затем мы используем формулу t = (m/Mw) / F, где t — время, m — масса никеля, Mw — молекулярный вес никеля, F — фарадейская постоянная. Мы можем найти количество никеля, умножив объем на плотность, и затем использовать формулу энергии E = V * I * t, где V — напряжение, I — сила тока, t — время.
Совет: Наилучший способ понять электрохимический процесс — это обзор основных концепций электрохимии, таких как электроды, потенциалы и законы Фарадея. Попробуйте также сначала использовать уравнение Нернста для определения электродного потенциала.
Задание для закрепления:
Задача 2: Сколько граммов меди образуется при проведении электролиза раствора медного купороса CuSO4, если через ванну прошло 96500 Кл заряда? Обратите внимание, что эквивалентная масса меди равна её атомной массе, так как атом меди вступает в реакцию Cu^2+ + 2e- -> Cu.
(Атомная масса Cu = 63.55 г/моль)