Электрический эквивалент меди как найти

Электрический эквивалент меди как найти

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 октября 2021 года; проверки требуют 2 правки.

Электрохимический эквивалент (устар. электролитический эквивалент) — масса вещества, которая должна выделиться во время электролиза на электроде, согласно закону Фарадея, при прохождении через электролит единицы количества заряда. Электрохимический эквивалент измеряется в кг/Кл. Лотар Мейер использовал термин электролитический эквивалент.

Законы Фарадея[править | править код]

Первый закон Фарадея устанавливает строгую зависимость между количеством электричества, прошедшим через раствор или сплав электролитов, и количеством разложенного током вещества[1]. А именно, масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод:

{displaystyle m=kQ},

где Q — количество электричества (измеряемое как правило в кулонах), а m — масса осаждённого вещества. Коэффициент пропорциональности k зависит от вещества и называется электрохимическим эквивалентом этого вещества.

Согласно второму закону Фарадея, электрохимический эквивалент в свою очередь прямо пропорционален эквивалентной массе вещества. А именно:

{displaystyle k={frac {1}{F}}mu _{eq}},

где {displaystyle F=}96 485,33289 Кл/моль — постоянная Фарадея, а {displaystyle mu _{eq}} — эквивалентная масса (называемая также химическим эквивалентом), то есть та доля молярной массы вещества, которая может быть замещена в частице одним атомом водорода:

{displaystyle mu _{eq}={frac {mu }{z}}},

где mu  — молярная масса, а z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион). Таким образом электрохимический эквивалент может быть вычислен как:

{displaystyle k={frac {1}{zF}}cdot mu }.

Таблица значений электрохимических эквивалентов[править | править код]

Таблица значений электрохимических эквивалентов наиболее важных веществ

Элемент молярная масса
mu (г/моль) 		изменение валентности
z 		{displaystyle {frac {1}{zF}}}
(мкмоль/кулон) 		электрохимический эквивалент
(мг/кулон) 		электрохимический эквивалент
(г/Ампер-час) 		пример применения
Водород 1,0079 1 ↔ 0 10,364 0,0104 0,0376 электролиз воды
Кислород 15,999 2 ↔ 0 5,1821 0,0829 0,298
Фтор 18,998 1 ↔ 0 10,364 0,197 0,709 производство фтора
Натрий 22,990 1 ↔ 0 10,364 0,238 0,858 производство натрия
Алюминий 26,981 3 ↔ 0 3,4548 0,0932 0,336 производство алюминия
Хлор 35,451 1 ↔ 0 10,364 0,367 1,32 электролиз хлорида натрия[en]
Хром 51,996 6 ↔ 3 или 3 ↔ 0 3,4548 0,180 0,647
Хром 51,996 6 ↔ 0 1,7274 0,0898 0,323
Марганец 54,938 4 ↔ 3 или 3 ↔ 2 10,364 – – щелочной элемент
Марганец 54,938 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 5,1821 0,285 1,02
Марганец 54,938 7 ↔ 4 или 3 ↔ 0 3,4548 0,190 0,683
Марганец 54,938 7 ↔ 0 1,4806 0,0813 0,293
Железо 55,845 3 ↔ 2 10,364 – –
Железо 55,845 2 ↔ 0 5,1821 0,289 1,04
Железо 55,845 3 ↔ 0 3,4548 0,193 0,695
Никель 58,693 2 ↔ 0 5,1821 0,304 1,09
Кобальт 58,933 2 ↔ 0 5,1821 0,305 1,10
Медь 63,546 2 ↔ 1 или 1 ↔ 0 10,364 0,659 2,37
Медь 63,546 2 ↔ 0 5,1821 0,329 1,19 рафинирование меди[de]
Цинк 65,409 2 ↔ 0 5,1821 0,339 1,22
Родий 102,91 3 ↔ 0 3,4548 0,356 1,28
Палладий 106,42 2 ↔ 0 5,1821 0,552 1,99
Серебро 107,87 1 ↔ 0 10,364 1,12 4,02
Кадмий 112,41 2 ↔ 0 5,1821 0,583 2,10
Олово 118,71 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 5,1821 0,615 2,21
Олово 118,71 4 ↔ 0 2,5911 0,308 1,11
Платина 195,08 2 ↔ 0 5,1821 1,01 3,64
Золото 196,97 1 ↔ 0 10,364 2,04 7,35 Au(I)
Золото 196,97 3 ↔ 0 3,4548 0,680 2,45
Свинец 207,2 4 ↔ 2 или 2 ↔ 0 5,1821 1,07 3,87 свинцово-кислотный аккумулятор
Свинец 207,2 4 ↔ 0 2,5911 0,537 1,93

Примечания[править | править код]

  1. ↑ Кистяковский В. А. Электрохимический эквивалент // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Литература[править | править код]

  • Петрий, О. А. Эквивалент электрохимический // Краткая химическая энциклопедия / гл. ред. И. Л. Кнунянц. — М. : Сов. энциклопедия. — Т. 5: Т−Я. — С. 979.
Источник

Тип 24 № 2200

i

Найдите электрохимические эквиваленты одновалентной и двухвалентной меди.

Спрятать решение

Решение.

Электрохимический эквивалент находим по формуле k= дробь: числитель: M, знаменатель: Fn конец дроби .

Для одновалентной меди: k= дробь: числитель: 64 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 3 правая круглая скобка , знаменатель: 9,6 умножить на 10 в степени 4 умножить на 1 конец дроби approx6,6 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка дробь: числитель: кг, знаменатель: Кл конец дроби .

Для двухвалентной меди: k= дробь: числитель: 64 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 3 правая круглая скобка , знаменатель: 9,6 умножить на 10 в степени 4 умножить на 2 конец дроби approx3,3 умножить на 10 в степени левая круглая скобка минус 7 правая круглая скобка дробь: числитель: кг, знаменатель: Кл конец дроби .

Ответ: 6,6 · 10-7 кг/Кл; 3,3 · 10-7 кг/Кл.

Источник: Гельф­гат И. М. Сбор­ник задач по фи­зи­ке для 10 клас­са, Х.: «Гим­на­зия», 2001 (№ 14.27)

Источник

Перейти к контенту

Условие задачи:

Электрохимический эквивалент меди 3,3·10-7 кг/Кл. Сколько меди выделится на электроде при непрерывной работе электролитической ванны в течение 1 ч 40 мин с постоянным током 100 А?

Задача №7.3.26 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

(k= 3,3 cdot 10^{-7}) кг/Кл, (t=1 ;ч ; 40 ; мин), (I=400) А, (m-?)

Решение задачи:

Чтобы найти массу выделившейся меди, воспользуемся первым законом Фарадея для электролиза:

[m = kIt]

Эта задача решается в одну формулу, поэтому нам осталось только правильно перевести все данные в условии величины в систему СИ, подставить в формулу и посчитать ответ:

[m = 3,3 cdot {10^{ – 7}} cdot 100 cdot 6000 = 0,198;кг = 198;г]

Ответ: 198 г.

Если Вы не поняли решение и у Вас есть какой-то вопрос или Вы нашли ошибку, то смело оставляйте ниже комментарий.

Смотрите также задачи:

7.3.25 Определить массу меди, выделившейся из раствора медного купороса за 100 с, если сила тока
7.3.27 К источнику с ЭДС 200 В и внутренним сопротивлением 2 Ом подсоединены последовательно
7.4.1 По проводнику сопротивлением 20 Ом за 5 мин прошло количество электричества 300 Кл

( 4 оценки, среднее 4 из 5 )

Источник

1 Найти электрохимический эквивалент натрия. Молярная масса натрия μ = 0,023 кг/моль, его валентность z=1. Постоянная Фарадея

Решение:

2 Цинковый анод массы m = 5 г поставлен в электролитическую ванну, через которую проходит ток I=2 А. Через какое время t анод полностью израсходуется на покрытие металлических изделий? Электрохимический эквивалент цинка

Решение:

3 Найти постоянную Фарадея, если при прохождении через электролитическую ванну заряда q = 7348 Кл на катоде выделилась масса золота m = 5 г. Химический эквивалент золота А = 0,066 кг/моль.

Решение:
Согласно объединенному закону Фарадея

отсюда

4 Найти элементарный электрический заряд е, если масса вещества, численно равная химическому эквиваленту, содержит N0=NА/z атомов или молекул.

Решение:
Ионы в растворе электролита несут на себе число элементарных зарядов, равное валентности z. При выделении массы вещества, численно равной его химическому эквиваленту, через раствор проходит заряд, численно равный постоянной Фарадея, т. е.

Следовательно, элементарный заряд

5 Молярная масса серебра μ1 =0,108 кг/моль, его валентность z1 = 1 и электрохимический эквивалент . Найти электрохимический эквивалент золота k2, если молярная масса золота μ2 = 0,197 кг/моль, его валентность z2 = 3.

Решение:
По второму закону Фарадея имеем

отсюда электрохимический эквивалент золота

6 Найти массы веществ, выделившихся за время τ = 10 ч на катодах трех электролитических ванн, включенных последовательно в сеть постоянного тока. Аноды в ваннах — медный, никелевый и серебряный — опущены соответственно в растворы CuSO4, NiSО4 и AgNО3. Плотность тока при электролизе j=40 А/м2, площадь катода в каждой ванне S= 500 см2. Электрохимические эквиваленты меди, никеля и серебра

Решение:
Ток в ваннах I=jS. По первому закону Фарадея массы выделившихся при электролизе веществ

7 При никелировании изделий в течение времени τ = 2 ч отложился слой никеля толщины l=0,03 мм.
Найти плотность тока при электролизе. Электрохимический эквивалент никеля , его плотность

Решение:

8 Амперметр, включенный последовательно с электролитической ванной, показывает ток I0=1,5А. Какую поправку надо внести в показание амперметра, если за время τ = 10 мин на катоде отложилась масса меди m= 0,316 г? Электрохимический эквивалент меди .

Решение:
По первому закону Фарадея m = kIτ, где I-ток в цепи; отсюда I=m/kτ=1,6 А, т.е. в показание амперметра надо внести поправку

9 Желая проверить правильность показаний вольтметра, его подключили параллельно резистору с известным сопротивлением R= 30 Ом. Последовательно в общую цепь включили электролитическую ванну, в которой ведется электролиз серебра. За время τ = 5 мин в этой ванне выделилась масса серебра m = 55,6 мг. Вольтметр показывал напряжение Vo = 6 В. Найти разность между показанием вольтметра и точным значением падения напряжения на резисторе. Электрохимический эквивалент серебра .

Решение:
По первому закону Фарадея m = klτ, где I-ток в цепи. Точное значение падения напряжения на сопротивлении V=IR = mR/kτ= 4,91 В. Разность между показанием вольтметра и точным значением падения напряжения

10 Для серебрения ложек через раствор соли серебра в течение времени τ = 5 ч пропускается ток I=1,8 А. Катодом служат n=12 ложек, каждая из которых имеет площадь поверхности S=50 см2. Какой толщины слой серебра отложится на ложках? Молярная масса серебра μ = 0,108 кг/моль, его валентность z = 1 и плотность .

Решение:
Толщина слоя

11 Две электролитические ванны включены последовательно. В первой ванне находится раствор хлористого железа (FeCl2), во второй — раствор хлорного железа (FeCl3). Найти массы выделившегося железа на катодах и хлора на анодах в каждой ванне при прохождении через ванну заряда . Молярные массы железа и хлора .

Решение:
В первой ванне железо двухвалентно (z1=2), во второй — трехвалентно (z2 = 3). Поэтому при прохождении через растворы одинаковых зарядов выделяются различные массы железа на катодах: в первой ванне

во второй ванне

Так как валентность атомов хлора z=1, то на аноде каждой ванны выделяется масса хлора

12 При электролизе раствора серной кислоты (CuSO4) расходуется мощность N=37 Вт. Найти со-противление электролита, если за время t = 50 мин выделяется масса водорода m = 0,3 г. Молярная масса водорода μ = 0,001 кг/моль, его валентность z=1.

Решение:

13 При электролитическом способе получения никеля на единицу массы расходуется Wm= 10 кВт·ч/кг электроэнергии. Электрохимический эквивалент никеля . При каком напряжении производится электролиз?

Решение:

14 Найти массу выделившейся меди, если для ее получения электролитическим способом затрачено W= 5 кВт·ч электроэнергии. Электролиз проводится при напряжении V=10 В, к.п.д. установки η = 75%. Электрохимический эквивалент меди .

Решение:
К.п.д. установки

где q-заряд, прошедший через ванну. Масса выделившейся меди m=kq; отсюда

15 Какой заряд проходит через раствор серной кислоты (CuSO4) за время τ = 10 с, если ток за это время равномерно возрастает от I1=0 до I2 = 4А? Какая масса меди выделяется при этом на катоде? Электрохимический эквивалент меди .

Решение:
Средний ток

Заряд, протекший через раствор,

Нахождение заряда графическим путем показано на рис. 369. На графике зависимости тока от времени заштрихованная площадь численно равна заряду. Масса меди, выделившейся на катоде,

16 При рафинировании меди с помощью электролиза к последовательно включенным электролитическим ваннам, имеющим общее сопротивление R = 0,5 Ом, подведено напряжение V=10 В. Найти массу чистой меди, выделившейся на катодах ванны за время τ = 10 ч. Э.д.с. поляризации ε = 6 В. Электрохимический эквивалент меди .

Решение:

17 При электролизе воды через электролитическую ванну в течение времени τ = 25 мин шел ток I=20 А. Какова температура t выделившегося кислорода, если он находится в объеме V= 1 л под давлением р = 0,2 МПа? Молярная масса воды μ = 0,018 кг/моль. Электрохимический эквивалент кислорода .

Решение:

где R= 8,31 Дж/(молъ К)-газовая постоянная.

18 При электролитическом способе получения алюминия на единицу массы расходуется W1m = 50 кВт·ч/кг электроэнергии. Электролиз проводится при напряжении V1 = 16,2 В. Каким будет расход электроэнергии W2m на единицу массы при напряжении V2 = 8,1 В?

Решение:

Источник

Теория.
Рабочая формула

Оборудование:
весы с
разновесом, амперметр, часы, электроплитка,
выпрямитель, реостат, рубильник (ключ),
медные электроды (2 шт.) со вставкой,
соединительные провода, электролитическая
ванна с раствором медного купороса.

Схема цепи:

Таблица:

Масса катода
до электролиза, т1,
кг

Масса катода
после электролиза, т,
кг

Масса отложившейся
меди на катоде, т2,
кг

Время пропускания
тока, t,
c

Величина силы
тока,
I,
А

Электрохимический
эквивалент меди kопыт,
кг / Кл

Электрохимический
эквивалент меди kтабл,
кг / Кл

Относительная
погрешность,

,
%

0.33*10-6

Расчеты:

m
= m2
– m1

k
=

=

Контрольные
вопросы.

  1. Нужно ли опыт
    проделать снова, если электролитическая
    ванна была включена так, что взвешенная
    пластинка оказалась не катодом, а
    анодом? Как следует поступить в этом
    случае?

  2. Изменяется ли при
    электролизе концентрация раствора
    медного купороса, если анодом служит
    графит? Если анодом служит медь?

  3. Изменяется
    ли при электролизе величина силы тока?

  4. Трамвайная линия
    питается постоянным током, причем
    воздушный провод присоединен к
    положительному полюсу генератора, а
    рельсы к отрицательному. Почему не
    наоборот?

12. Определение ускорения свободного падения с

ПОМОЩЬЮ
МАТЕМАТИЧЕСКОГО МАЯТНИКА.

Теория.
Рабочая
формула

Оборудование:
штатив с держателем, шарик, подвешенный
на нити длиной около 1м, пробка,
измерительная лента или метровая
линейка, штангенциркуль, секундомер.

Таблица:

№ опыта

Длина маятника,
l,
м.

Число полных
колебаний п

Время полных
колебаний, t,
с.

Период полного
колебания Т, с.

Ускорение
свободного падения g,
м / с2.

Относительная
погрешность,
ε,
%

1.

2.

3.

Вычисления:
по формуле

Т=

g1
=

g
2=

g
3=


=
=

Контрольные
вопросы

  1. Показать на чертеже
    силы, заставляющие маятник возвращаться
    к прежнему положению. Одинаковы ли эти
    силы по величине и направлению при
    симметричных положениях маятника?

  2. Каким будет по
    характеру движение маятника? Куда
    направлено и каково по величине ускорение
    маятника: а) в крайних его положениях;
    б) при переходе через среднее положение?

  3. Наблюдая за
    движением маятника, ответить на вопрос:
    можно ли считать его движение
    равноускоренным?

  4. Как будет меняться
    период колебания ведерка с водой,
    подвешенного на длинном шнуре, если из
    отверстия в его дне постепенно будет
    вытекать вода?

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
Источник

Добавить комментарий