Номер 3, страница 237 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 7. Квантовые явления. Параграф 57. Опыты с катодными лучами. Открытие электрона. Вопросы - номер 3, страница 237.

Условие.

3. Что установил Фарадей на основе анализа опытов по электролизу?

Решение.

3. На основе анализа многочисленных опытов по электролизу английский физик и химик Майкл Фарадей в 1833-1834 годах установил два фундаментальных количественных закона, описывающих этот процесс.

Первый закон Фарадея: масса вещества ($\text{m}$), выделившегося на электроде в ходе электролиза, прямо пропорциональна полному электрическому заряду ($\text{q}$), прошедшему через электролит. Математически это выражается формулой:

$m = k \cdot q$

где $\text{k}$ – электрохимический эквивалент вещества. Поскольку электрический заряд можно выразить через силу постоянного тока $\text{I}$ и время его прохождения $\text{t}$ как $q = I \cdot t$, формула принимает вид:

$m = k \cdot I \cdot t$

Второй закон Фарадея: для одного и того же количества электричества, прошедшего через различные электролиты, массы выделившихся на электродах веществ относятся друг к другу как их химические эквиваленты. Химический эквивалент – это отношение молярной массы вещества ($\text{M}$) к его валентности ($\text{n}$) в данном соединении.

Объединение этих двух законов позволяет получить общую формулу, описывающую массу вещества, выделившегося при электролизе:

$m = \frac{1}{F} \cdot \frac{M}{n} \cdot I \cdot t$

Здесь $\text{F}$ – это постоянная Фарадея, фундаментальная физическая константа, численно равная заряду одного моля электронов ($F \approx 96485$ Кл/моль). Законы Фарадея стали важнейшим доказательством дискретной природы электрического заряда и подготовили почву для открытия электрона.

Ответ: Фарадей установил, что масса вещества, выделяющегося на электроде при электролизе, прямо пропорциональна как величине прошедшего через электролит электрического заряда, так и химическому эквиваленту данного вещества.