Завдання 7, § 2. Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів — ГДЗ Фізика 9 клас Бар’яхтар В. Г.

Завдання 7

Порівняння маси виділених металів

Три ванни з розчинами $AgNO_{3}$ (електроди 1, 2), $CuSO_{4}$ (електроди 3, 4) та $AlCl_{3}$ (електроди 5, 6). Через всі ванни йдуть однакові струми за однаковий час. Потрібно визначити, на якому катоді виділяється найбільша маса металу і який це метал.

Розв’язання

Визначимо валентність катіонів: $Ag^{+}$ (валентність 1), $Cu^{2 +}$ (валентність 2), $Al^{3 +}$ (валентність 3).
Запишемо залежність маси від валентності: $m \propto \frac{1}{z}$ . Найменша валентність ( $z = 1$ ) відповідає найбільшій масі.
Перевіримо, чи не виділяється кисень на аноді замість металу (це стосується анодів, а нам потрібні катоди). На катоді завжди відновлюються катіони металів.
Порівнюємо: срібло ( $z = 1$ ) виділятиметься масою в 2 рази більшою за мідь і в 3 рази більшою за алюміній.

Відповідь:

Найбільша маса металу виділяється на катоді №2 (у ванні з $AgNO_{3}$ ). Це метал — срібло ( $Ag$ ).

Розбір зрозумілий?

§ 2. Електричний струм у розчинах і розплавах електролітів Завдання 7 с. 26

Порівняння маси виділених металів

Умова

Що треба знати

За першим законом Фарадея $m = k I t$ . Оскільки струм $I$ і час $t$ однакові для всіх ванн, маса залежить від електрохімічного еквівалента $k$ . Значення $k$ обернено пропорційне валентності йона металу ( $z$ ) у формулі $k = \frac{M}{z F}$ . Чим менше валентність іонів металу, тим більша маса виділяється.

💡 Підказка — спробуй спершу сам

Порівняйте валентності металів (срібло, мідь, алюміній) у розчинах та визначте, чи не є один із розчинів окислювачем на катоді замість металу.

Розв’язання крок за кроком

Визначимо валентність катіонів: $Ag^{+}$ (валентність 1), $Cu^{2 +}$ (валентність 2), $Al^{3 +}$ (валентність 3).
Запишемо залежність маси від валентності: $m \propto \frac{1}{z}$ . Найменша валентність ( $z = 1$ ) відповідає найбільшій масі.
Перевіримо, чи не виділяється кисень на аноді замість металу (це стосується анодів, а нам потрібні катоди). На катоді завжди відновлюються катіони металів.
Порівнюємо: срібло ( $z = 1$ ) виділятиметься масою в 2 рази більшою за мідь і в 3 рази більшою за алюміній.

Відповідь:

Найбільша маса металу виділяється на катоді №2 (у ванні з $AgNO_{3}$ ). Це метал — срібло ( $Ag$ ).

Розбір зрозумілий?