Формулы по физике 10 класс: электрический ток в электролитах

Электрический ток в электролитах представляет собой упорядоченное движение положительных и отрицательных ионов в растворе или расплаве электролита. Основные количественные закономерности темы связаны с законом электролиза Фарадея, который позволяет определить массу вещества, выделившегося на электроде, по силе тока и времени его прохождения.

Формулы: электрический ток в электролитах

Что находим	Формула	Обозначения и единицы СИ
Закон электролиза Фарадея	m = k·I·t I = m/(k·t) t = m/(k·I)	m — масса вещества, выделившегося на электроде, кг k — электрохимический эквивалент вещества, кг/Кл I — сила электрического тока, А t — время прохождения электрического тока, с
Электрохимический эквивалент вещества	k = m/q	k — электрохимический эквивалент вещества, кг/Кл m — масса вещества, выделившегося на электроде, кг q — электрический заряд, прошедший через электролит, Кл
Электрический заряд, прошедший через электролит	q = I·t	q — электрический заряд, Кл I — сила электрического тока, А t — время прохождения тока, с
Электрохимический эквивалент через молярную массу и валентность	k = M/(F·n)	k — электрохимический эквивалент вещества, кг/Кл M — молярная масса вещества, кг/моль F — постоянная Фарадея (приблизительно 9,65·10^{4} Кл/моль), Кл/моль n — валентность иона, участвующего в электролизе
Масса вещества через молярную массу, силу тока и время	m = M·I·t/(F·n)	m — масса выделившегося вещества, кг M — молярная масса вещества, кг/моль I — сила электрического тока, А t — время прохождения тока, с F — постоянная Фарадея, Кл/моль n — валентность иона

Когда какую формулу применять

Для определения массы вещества, выделившегося при электролизе, применяйте закон Фарадея: m = k·I·t.
Если известен заряд, прошедший через электролит, используйте формулу m = k·q.
Если известны молярная масса и валентность иона, найдите электрохимический эквивалент по формуле k = M/(F·n).
В формулах закона Фарадея время выражайте в секундах, массу — в килограммах, силу тока — в амперах.
Не путайте валентность иона n с количеством вещества и не забывайте учитывать её в формуле электрохимического эквивалента.

Пример решения задачи

Через раствор сульфата меди пропускают электрический ток силой 2 А в течение 30 минут. Электрохимический эквивалент меди равен 0,33·10^-6 кг/Кл. Определите массу меди, выделившейся на катоде.

Дано:

I = 2 А

t = 30 мин = 1800 с

k = 0,33·10^-6 кг/Кл

Найти: m

Решение:

По закону электролиза Фарадея:

m = k·I·t

Подставим значения:

m = 0,33·10^-6·2·1800 = 0,001188 кг

Ответ: 0,001188 кг.