Trong bình điện phân dung dịch đồng sunphat (CuSO4) có anôt bằng đồng, người ta

Giải SBT Lí 11 Bài tập cuối chương 3

Bài III.13 trang 47 Sách bài tập Vật lí 11:

Đặt hiệu điện thế u = 15 V vào hai điện cực của bình điện phân. Đồng có khối lượng mol nguyên tử A = 63,5g/mol và hoá trị n = 2. Điện trở suất của dung dịch điện phân là 0,20Ω.m. Xác định:

a) Điện trở của mỗi phần dung dịch nằm giữa anôt và mỗi lá đồng 1, 2, 3.

b) Khối lượng đồng bám vào mỗi lá đồng sau thời gian t = 1 giờ.

Lời giải          

a) Bình điện phân chứa muối của kim loại dùng làm các điện cực đóng vai trò như một điện trở thuần khi có dòng điện chạy qua nó. Do đó, điện trở và cường độ dòng điện chạy qua mỗi phần dung dịch điện phân giữa anot và mỗi lá đồng 1, 2, 3 được tính theo các công thức:

$R=\rho \frac{l}{S};I=\frac{U}{R}$

Vì các phần dung dịch này có cùng điện trở suất $\rho =0,20\Omega m$ và cùng tiết diện

S = 10^-4 m², nhưng có độ dài l khác nhau, nên ta tìm được:

- Với l₁ = 10 cm:

$R_1=0,20.\frac{{10.10}^{-2}}{{10.10}^{-2}}=20\Omega ;I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{15}{20}=0,75A$

- Với l₂ = 20 cm:

$R_2=0,20.\frac{{20.10}^{-2}}{{10.10}^{-2}}=40\Omega ;I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{15}{40}=0,375A$

- Với l₃ = 30 cm:

$R_3=0,20.\frac{{30.10}^{-2}}{{10.10}^{-2}}=60\Omega ;I_3=\frac{U}{R_3}=\frac{15}{60}=0,25A$

b) Theo công thức định luật Faraday về điện phân, đồng bám vào mỗi lá đồng 1, 2, 3 sau thời gian t = 1 giờ = 3600 giây có khối lượng tương ứng được tính bằng: $m=\frac{1}{F}\frac{A}{n}It$

Với I₁ = 0,75A thì: $m_1=\frac{1}{F}\frac{A}{n}{I}_{1}t=\frac{1}{96500}.\frac{63,5}{2}.0,75.3600\approx 888mg$

Với I₂ = 0,375 thì: $m_2=\frac{1}{F}\frac{A}{n}{I}_{2}t=\frac{1}{96500}.\frac{63,5}{2}.0,375.3600\approx 444mg$

Với I₃ = 0,25 thì: $m_3=\frac{1}{F}\frac{A}{n}{I}_{3}t=\frac{1}{96500}.\frac{63,5}{2}.0,25.3600\approx 296mg$