Две электролитические ванны соединены последовательно и подключены к источнику тока. В одной из них выделилось 3,3 г меди Сколько двухвалентного никеля выделится в другой ванне за это же время?

Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.

$m=\frac{QM}{Fz}$          (1) 

где:

• m — масса осаждённого на электроде вещества в граммах

• Q — полный электрический заряд, прошедший через вещество

• F = 96 485,33(83) Кл·моль⁻¹ — постоянная Фарадея

• M — молярная масса вещества (для меди молярная масса воды = 63,55 г/моль)

• z — валентное число ионов вещества (число электронов на один ион).  

$Q=It$     

Так как ванны соединены последовательно, то через  каждую из них  пройдет  одинаковый заряд равный Q потому, что в последовательно соединённых элементах цепи сила тока одна и та же (ведь это один и тот же ток), а заряд равен произведению силы тока на время. Таким образом, заряд, прошедший через в первую  и вторую ванну будет одинаков.   

Далее, проанализировав формулу (1), можно сформулировать ответ на задачу.   Если в формуле (1) все величины одинаковы для обеих ванн (а они у нас одинаковы), то во второй ванне выделится столько же меди, как и в первой.

Однако, давайте ещё это покажем расчетом.

$Q=\frac{m_{cu}Fz}{M}$                   (2)

$Q=\frac{3,3*10^{-3}*96485,34*1}{63,55*10^{-3}}=5010,25$   Кл

Теперь осталось в формулу (1) подставить вычисленный заряд, молярную массу никеля и и валентность его и вы получите ответ

$m=\frac{5010,25*63,55*10^{-3}}{96485,34*1}\approx 0.0033$    кг

Ответ: 3,3 грамма.

Примечание 1:   

Примечание 2:  Обратите внимание, что медь может быть и двухвалентной, тогда в формуле будет вместо 1 значение z=2. Будет заряд в два раза больший,  тогда и масса никеля будет в два раза больше. Авторы задачи не муказали нам валентность меди, поэтому приведите оба варианта решения.