Калькулятор массы вещества при электролизе
Расчёт массы вещества, выделяющегося на электроде, по закону Фарадея с возможностью учёта выхода по току
—
Практическая масса (с учётом η)
г
—
Количество вещества
моль
Используемая формула:
m = (M · I · t) / (n · F)
Как пользоваться калькулятором
1
Выберите вещество из списка. Автоматически подставятся молярная масса M и число электронов n для типичной полуреакции. Если нужного вещества нет, выберите «Другое вещество» и введите M и n вручную.
2
Введите силу тока I (в амперах) и время электролиза t. Укажите удобную единицу времени: секунды, минуты или часы — калькулятор переведёт всё в секунды автоматически.
3
При необходимости скорректируйте выход по току η (по умолчанию 100%). Это доля тока, пошедшая на целевую реакцию. Значение меньше 100% уменьшит практическую массу.
4
Нажмите «Рассчитать». Вы получите теоретическую массу (при 100% выходе по току), практическую массу и количество вещества в молях. Формула расчёта и постоянная Фарадея отобразятся в блоке результата.
Примеры использования
Электролитическое рафинирование меди
Электролиз раствора CuSO₄ с медным анодом. Сила тока 2 А, время 1 час (3600 с). Медь (Cu²⁺, n=2, M=63.55 г/моль). Выход по току 98%.
Результат: теоретическая масса ≈ 2.37 г, практическая ≈ 2.32 г, количество вещества ≈ 0.037 моль.
Получение газообразного водорода
Электролиз воды в аппарате Гофмана. Ток 0.5 А, время 30 минут (1800 с). Водород (2H⁺ + 2e⁻, n=2, M=2.016 г/моль). Выход по току 95%.
Результат: теоретическая масса ≈ 0.0094 г, практическая ≈ 0.0089 г, количество вещества ≈ 0.0044 моль (около 107 мл при н.у.).
Хромирование детали
Нанесение хрома из электролита CrO₃/H₂SO₄. Ток 5 А, время 20 минут (1200 с). Хром (Cr³⁺, n=3, M=52.00 г/моль). Выход по току 18% (реальный выход при хромировании).
Результат: теоретическая масса ≈ 1.08 г, практическая ≈ 0.19 г, количество вещества ≈ 0.0037 моль.
Важные нюансы
- Закон Фарадея строго выполняется для постоянного тока и отсутствия побочных реакций. На практике всегда есть отклонения из-за омических потерь, разряда примесей и нестабильности тока.
- Выход по току η зависит от материала электродов, плотности тока, температуры и состава электролита. Для хромирования он может составлять всего 12–20%, для меди — 95–100%.
- При расчёте газообразных продуктов (H₂, O₂, Cl₂) масса обычно мала. Для пересчёта в объём используйте молярный объём газа (22.4 л/моль при н.у.) отдельно, после получения количества вещества.
- Если электролиз идёт с растворением анода (например, медный анод), масса катодного осадка может не совпадать с расчётной по току из-за химического растворения или анодного шлама.
- ⚠️ Техника безопасности: При электролизе растворов хлоридов выделяется токсичный хлор Cl₂. При электролизе воды образуется гремучая смесь H₂ + O₂. Работайте в вытяжном шкафу или хорошо проветриваемом помещении, используйте защитные очки и перчатки. Данный калькулятор — учебный инструмент, перед лабораторной работой согласуйте методику с руководителем.
Формулы расчёта
Количество вещества: nвещ = mтеор / M (моль).
Источники данных
- IUPAC Gold Book — определение закона Фарадея и постоянной Фарадея (F = 96485.33212... Кл/моль). IUPAC. Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book").
- NIST Chemistry WebBook — стандартные атомные массы элементов (Cu, Ag, Zn, Ni, Cr, Au, Al, Na, K, H, O, Cl) и значение постоянной Фарадея. National Institute of Standards and Technology, USA.
- PubChem — молярные массы и физико-химические свойства веществ. National Center for Biotechnology Information, USA.
- CRC Handbook of Chemistry and Physics — электрохимические эквиваленты, стандартные потенциалы и справочные данные по электролизу. 99th Edition, CRC Press, 2018.
Калькулятор массы вещества при электролизе выполняет точный расчёт по объединённому закону Фарадея, незаменимому в электрохимии, гальванотехнике и лабораторной практике. Выберите вещество из списка или задайте собственные параметры, укажите силу тока, время и выход по току — получите теоретическую и практическую массу осадка или газа, а также количество вещества в молях. Расчёт основан на авторитетных справочных данных IUPAC, NIST и CRC Handbook. Инструмент полезен студентам, преподавателям, инженерам-технологам и всем, кто работает с электролизом водных растворов и расплавов. Помните о технике безопасности и согласуйте лабораторные методики с руководителем.
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