Номер 15.37, страница 74 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Электромагнитные явления. 15. Сила тока и напряжение. Закон Ома для участка цепи - номер 15.37, страница 74.

Условие.

15.37. Как по химическому действию тока можно судить о прошедшем заряде?

Решение.

Решение

Судить о прошедшем заряде по химическому действию тока можно на основе закона электролиза, открытого Майклом Фарадеем. Химическое действие тока проявляется в том, что при прохождении электрического тока через раствор или расплав электролита на электродах происходят окислительно-восстановительные реакции, в результате которых выделяются или растворяются вещества.

Количественную связь между массой вещества, выделившегося на электроде, и прошедшим через электролит зарядом устанавливает первый закон Фарадея. Он гласит, что масса вещества ($\text{m}$), выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду ($\text{q}$), прошедшему через электролит.

Этот закон выражается следующей формулой:
$m = k \cdot q$
где $\text{k}$ – это электрохимический эквивалент вещества, который является постоянной величиной для данного вещества.

Чтобы определить прошедший заряд ($\text{q}$), необходимо экспериментально измерить массу вещества ($\text{m}$), выделившегося на электроде. Это можно сделать, взвесив электрод до начала электролиза и после его окончания. Разница в массах и будет равна $\text{m}$.

Зная массу $\text{m}$ и электрохимический эквивалент $\text{k}$ для данного вещества (его можно найти в справочных таблицах), можно рассчитать прошедший заряд, выразив его из формулы Фарадея:
$q = \frac{m}{k}$

Электрохимический эквивалент также можно рассчитать, зная молярную массу вещества $\text{M}$ и валентность его ионов $\text{z}$: $k = \frac{M}{z \cdot F}$, где $\text{F}$ – постоянная Фарадея ($F \approx 96485$ Кл/моль). Тогда формула для заряда принимает вид:
$q = \frac{m \cdot z \cdot F}{M}$

Таким образом, измерив массу вещества, можно точно рассчитать, какой электрический заряд прошел через электролит.

Ответ: О прошедшем через электролит заряде можно судить по массе вещества, выделившегося на электроде в процессе электролиза. Согласно первому закону Фарадея, масса выделившегося вещества ($\text{m}$) прямо пропорциональна прошедшему заряду ($\text{q}$). Измерив массу $\text{m}$ и зная электрохимический эквивалент вещества $\text{k}$ (характеристику вещества), можно вычислить заряд по формуле $q = \frac{m}{k}$.