Как изменится масса вещества, выделившегося на катоде, если сила тока уменьшится в два раза и время его прохождения

Чтобы решить данную задачу, вспомним основную формулу, связанную с электролизом. Теоретические основы этой формулы можно найти в учебнике по химии.

Масса вещества, выделившегося на катоде, связана с количеством заряда, прошедшего через электролит. Формула связи выглядит следующим образом:

масса = (заряд × время) / эквивалентная масса

Теперь рассмотрим варианты ответов и проделаем необходимые рассуждения для каждого из них.

1) Если сила тока уменьшится в два раза, то заряд также уменьшится в два раза, поскольку заряд пропорционален силе тока (заряд = сила тока × время). В то же время, время у прохождения тока увеличится в четыре раза. Подставим эти значения в формулу:

масса = (заряд × время) / эквивалентная масса

масса = (1/2 × 4) / эквивалентная масса

масса = 4 / эквивалентная масса

Таким образом, масса вещества уменьшится вчетверо, что не совпадает с первым вариантом ответа.

2) Если сила тока уменьшится в два раза, заряд также уменьшится в два раза, и время увеличится в четыре раза. Подставим эти значения в формулу:

масса = (заряд × время) / эквивалентная масса

масса = (1/2 × 4) / эквивалентная масса

масса = 2 / эквивалентная масса

Таким образом, масса вещества увеличится восемь раз, что совпадает с вторым вариантом ответа.

3) Если сила тока уменьшится в два раза, заряд также уменьшится в два раза, и время увеличится в четыре раза. Подставим эти значения в формулу:

масса = (заряд × время) / эквивалентная масса

масса = (1/2 × 4) / эквивалентная масса

масса = 2 / эквивалентная масса

Таким образом, масса вещества увеличится восемь раз, что не совпадает с третьим вариантом ответа.

4) Если сила тока уменьшится в два раза, заряд также уменьшится в два раза, и время увеличится в четыре раза. Подставим эти значения в формулу:

масса = (заряд × время) / эквивалентная масса

масса = (1/2 × 4) / эквивалентная масса

масса = 2 / эквивалентная масса

Таким образом, масса вещества уменьшится вчетверо, что совпадает с четвертым вариантом ответа.

Итак, правильный ответ на данную задачу - вариант 4) уменьшится вчетверо.

Теперь, чтобы понять, почему это происходит, можно обратиться к закону Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделившееся на электродах, прямо пропорционально заряду, прошедшему через электролит. Поэтому, при уменьшении силы тока в два раза и увеличении времени в четыре раза, общий заряд, проходящий через систему, уменьшится вдвое, но с обратным множителем. Таким образом, масса выделившегося вещества уменьшится вчетверо. Это объясняет правильный ответ на задачу.