7200 молей цинку на катоді
Объяснение:
Щоб визначити кількість цинку, виділеного на катоді під час електролізу, нам потрібно використати формулу:
Q = I * t,
де Q - кількість електричного заряду (кількість кулонів), I - сила струму (ампери), t - час (секунди).
В даному випадку, сила струму (I) дорівнює 2 А (ампери), а час (t) - 30 хвилин, що дорівнює 30 * 60 = 1800 секунд.
Підставимо відомі значення у формулу:
Q = 2 A * 1800 с = 3600 Кл.
Тепер нам потрібно врахувати електрохімічний еквівалент цинку (Zn), який становить 1 Ф (Фарадей) на 2 моли цинку (Zn). За до електрохімічних еквівалентів, ми можемо виразити кількість цинку у молях:
n = Q / F,
де n - кількість молей цинку, F - електрохімічний еквівалент цинку.
Враховуючи, що F = 1 Ф/2 молі цинку, можемо записати:
n = 3600 Кл / (1 Ф/2 молі) = 7200 молей цинку.
Отже, під час електролізу протягом 30 хвилин при силі струму 2 А виділиться 7200 молей цинку на катоді.
Для решения задачи необходимо использовать закон Фарадея, который связывает количество вещества, выделившегося на электроде, с проведенным зарядом и электрохимическим эквивалентом вещества. Масса выделенного металла может быть вычислена по формуле:
m = Q*E/z,
где Q- проведенный заряд, Е- электрохимический эквивалент, 2 - число передач электронов в реакции.
Для серебра 2= 1, так как в реакции переходит один электрон:
m = Q * E
m = l * t * E
где 1 - сила тока, t - время, в течение которого пропускается ток.
Подставляя известные значения, получаем:
m = 0.1 А * 4 ч * 3600 с/ч * 1,12 мг/кл = 161 мг
Для определения толщины слоя серебра необходимо знать его объем. Объем можно вычислить, зная массу и плотность:
V=m/p=161 мг / 10500 кг/м³ = 1,533 *10^-8 ма
Площадь поверхности часов равна 15 см² = 1,5
h=*10^-3 м². Толщина слоя серебра будет равна: =V/5 = 1,533 10^-8 м³ / 1,5 * 10^-3 м² = 1,02* 10^-5 м = 10,2 мкм.
Таким образом, толщина слоя серебра на поверхности часов составляет 10,2 мкм.
Удачі
