Т= 17 + 273 = 290°K

m = p V M / R T,

m = 98910*2*130 10-6 / 8,31* 290 - 0,01067 г

За формулою (3) знаходимо силу струму:

m = ЕCu I t / F> І = m F/ EH2 t

I = 0,01067*96500/1*6*60 = 2,86 A

Приклад 3

Який об'єм кисню при 25°С і тиску 101325 Па виділиться при електролізі сірчаної кислоти за 5 хв струмом в 2,5 А.

Розв'язання

За рівнянням (3) обчислюємо масу виділеного кисню:

m = EO2 I t / F

m = 2,5*5*60*8/96500 = 0,0622 г

Об'єм виділеного кисню знаходимо за рівнянням Клапейрона-Мендєлєєва:

pV = m R T / M > V = m R T / M p

T = 25+273 = 298°К

V = 0,0622*8,31*298/101325*32 = 4,75 10-3 м3 або V = 0,0475 л

Приклад 4

При електролізі розчину NaCl було одержано 400 см3 розчину, що містить 16,00 г NaOH. За той же час в кулонометрі виділилось 18,65 г міді з розчину сірчанокислої міді. Вирахуйте вихід по струму.

Розв'язання

Використовуємо формулу другого закону Фарадея (4)

mNaOH / mCu = ENaOH / ECu

mNaOH = mCu ENaOH / ECu

ENaOH = 40/1 = 40, ECu = 64/2 = 32

mNaOH = 18,65*40/32 = 23,31 г

Ми одержали теоретичну кількість лугу. В дійсності виділилось 16,00 г.

Використовуючи (5):

%з = 16,00*100% / 23,31- 68,64%

Приклад 5.

Обчислити катодну густину струму на сітчастому циліндричному електроді, висотою 5см і діаметром 3 см при силі струму 0,2 А.

Розв'язання

Катодну густину обчислюємо, використовуючи формулу (7)

Ir = I / S

S – площа катода

Оскільки катод циліндричний, то площу поверхні визначимо як

S = 2 р r I = р d I

d – діаметр

I – висота

Так як при електролізі одержання буде відбуватися з двох боків, то загальна поверхня електродів

Sпов-ні = 2S

Sпов-ні = 2*3,14*3*5 = 94,2 см2

Тоді

Іг= 0,2/94,2 = 0,00212 А/см2

Завдання

1. Скільки грамів речовини виділилося на катоді при пропусканні струму І, А через розчин її солі протягом t, хв. Розв'язати задачі, користуючись наступними даними:

№ п/п | Речовина | І, A | t, хв

1 | Сu | 2 | 30

2 | Ni | 4,5 | 40

3 | Cr | 3 | 20

4 | AI | 2,9 | 25

5 | Zn | 5 | 45

6 | Сu | 4 | 15

7 | Ni | 2,5 | 20

8 | Ni | 3 | 35

9 | Cr | 1,5 | 20

10 | Al | 4 | 40

2. Струм, проходячи через розчин кислоти видаляє з t, хв V, см3 газу А, виміряних при Т°С під тиском р, Па. Вирахувати силу струму, користуючись наступними даними:

№ п/п | Формула газу A | р, Па | V, см3 | Т°С | t, хв

11 | H2 | 80910 | 100 | 25 | 5

12 | О2 | 101325 | 150 | 17 | 15

13 | С12 | 98910 | 200 | 20 | 30

14 | F2 | 101325 | 130 | 15 | 21

15 | Н2 | 101325 | 120 | 25 | 7

16 | O2 | 80910 | 250 | 20 | 9

17 | С12 | 101325 | 220 | 15 | 18

18 | F2 | 98910 | 180 | 25 | 24

19 | O2 | 98910 | 130 | 17 | 16

20 | Н2 | 101325 | 160 | 22 | 25

3. Який об'єм газу А при температурі Т°С і тиску p, Па виділиться при електролізі за t, хв при проходженні струму І, А.

Розв'язати задачу користуючись наступними даними:

№п/п | Формула газу А | р, Па | т°с | t, хв | І, А.

21 | Н2 | 98910 | 25 | 15 | 2,5

22 | O2 | 101325 | 20 | 20 | 3

23 | С12 | 80910 | 15 | 25 | 4

24 | F2 | 101325 | 17 | 18 | 3,5

25 | Н2 | 80910 | 15 | 16 | 2,2

26 | O2 | 98910 | 10 | 13 | 2,7

27 | С12 | 101325 | 22 | 10 | 3,2

28 | F2 | 98910 | 18 | 6 | 3,5

29 | O2 | 80910 | 20 | 5 | 4

30 | Н2 | 101325 | 25 | 15 | 2,5

4. При електролізі розчину NaCI було одержаноV, см3 розчину, що містить mNaOH, г лугу NaOH за той же час в кулонометрі виділилось mCu, г міді з розчину сірчанокислої міді. Вирахувати вихід по струму, користуючись наступними даними

№п/п | V,см3 | mNaOH | mCu

31 | 400 | 12,00 | 15,95

32 | 500 | 13,96 | 16,01

33 | 120 | 6,75 | 10,00

34 | 200 | 9,00 | 15,50

35 | 250 | 10,15 | 14,65

36 | 300 | 14,95 | 17,37

37 | 340 | 12,00 | 15,00

38 | 380 | 14,00 | 16,35

39 | 420 | 13,50 | 18,00

40 | 450 | 17,03 | 17,25

5. Обчислити катодну густину струму на сітчастому циліндричному електроді, висотою 1, см і діаметром d, см при силі струму І, А, користуючись наступними даними:

№ п/п | d, см | 1, см | І, А

41 | 5 | 8