Сопротивление электролитической ячейки при 298 к, наполнен- ной раствором кcl концентрации 0,02 · 103 моль/м3, равно 50 ом. какова постоянная сосуда? каково будет сопротивление сосуда, если его на- полнить раствором agno3 концентрации 0,1 · 103 моль/м 3; kcl = 0,277 ом–1см–1, agno3 = 94,3 · 10–4 ом–1м2моль–1.
R = ρ * (L/A)
где R - сопротивление ячейки, ρ - удельное электрическое сопротивление, L - длина ячейки, A - площадь сечения ячейки.
Задача делится на две части:
1. Найти постоянную сосуда при наполнении его раствором KCl.
Из условия задачи известно сопротивление ячейки R = 50 ом и концентрация KCl = 0,02 * 10^3 моль/м^3. Также дано, что удельное электрическое сопротивление KCl равно 0,277 ом^-1см^-1.
Для начала нам необходимо найти удельное электрическое сопротивление раствора KCl в метрах. Для этого воспользуемся следующим соотношением:
ρ_м = ρ_см * 10^4
где ρ_м - удельное электрическое сопротивление в метрах, а ρ_см - удельное электрическое сопротивление в сантиметрах.
Подставляем известные значения в формулу и находим:
ρ_м = 0,277 * 10^4 ом^-1м^-1 = 2770 ом^-1 * м^-1
Далее, нам необходимо найти площадь сечения ячейки A. Для этого воспользуемся следующим соотношением:
A = L * S
где A - площадь сечения ячейки, L - длина ячейки, S - площадь сечения ячейки.
Так как электролитическая ячейка обычно имеет форму цилиндра, то площадь сечения ячейки можно найти по формуле:
S = π * r^2
где S - площадь сечения ячейки, π - число Пи (приближенно равно 3.14), r - радиус ячейки.
Данные о форме и размерах ячейки отсутствуют в условии задачи, поэтому примем, что длина ячейки L = 1 м и радиус ячейки r = 1 см.
Теперь подставим известные значения в формулу и найдём площадь сечения ячейки:
S = π * (0.01 м)^2 ≈ 0.000314 м^2
Теперь, когда у нас есть значения удельного электрического сопротивления ρ_м и площади сечения ячейки A, мы можем найти постоянную сосуда:
R = ρ_м * (L/A) = 2770 ом^-1 * м^-1 * (1 м)/(0.000314 м^2) ≈ 8.8 * 10^6 ом
2. Найти сопротивление сосуда при наполнении его раствором AgNO3.
Из условия задачи известно, что концентрация раствора AgNO3 = 0.1 * 10^3 моль/м^3. Также дано, что удельное электрическое сопротивление AgNO3 равно 94.3 * 10^-4 ом^-1м^2моль^-1.
Для начала нам необходимо найти удельное электрическое сопротивление раствора AgNO3 в метрах:
ρ_м = ρ * 10^-4 = 94.3 * 10^-4 ом^-1м^2моль^-1 * 10^-4 м^2 = 94.3 ом^-1 * м^-1
Так как нам известно, что длина ячейки не изменяется, мы можем использовать ранее найденное значение L = 1 м, а также предположение о размерах ячейки S = 0.000314 м^2.
Теперь, подставляя известные значения в формулу, мы можем найти сопротивление сосуда:
R = ρ_м * (L/A) = 94.3 ом^-1 * м^-1 * (1 м)/(0.000314 м^2) ≈ 300 * 10^6 ом
Таким образом, ответ на задачу:
1. Постоянная сосуда при наполнении его раствором KCl равна примерно 8.8 * 10^6 ом.
2. Сопротивление сосуда при наполнении его раствором AgNO3 равно примерно 300 * 10^6 ом.
Чтобы ответ был понятен школьнику, следует отметить, что постоянная сосуда зависит от удельного электрического сопротивления раствора и геометрических параметров ячейки. Когда мы меняем раствор в ячейке, удельное электрическое сопротивление меняется, а геометрические параметры остаются неизменными, поэтому меняется и сопротивление сосуда.