Бесплатные калькуляторы

Примеры запросов: процентыипотекаплощадь✓ 1 013 работающих калькуляторов

ЭЛЕКТРОХИМИЯ · ОНЛАЙН

Выход по току при электролизе

Калькулятор определяет выход по току при электролизе: какая часть пропущенного электричества была израсходована на нужный процесс на электроде. Для этого фактическая масса выделенного вещества делится на теоретическую массу, найденную по закону Фарадея. Результат в процентах показывает потери тока на побочные реакции, утечки и неполное выделение.

✓ Бесплатно⌁ С пояснением✦ Без регистрации
▦
КАЛЬКУЛЯТОР

Введите данные

Масса, определённая взвешиванием электрода до и после опыта.
Масса при полном использовании тока: m = M·I·t / (z·F); должна быть больше нуля.
✓ Исходные значения передаются серверу только для выполнения расчёта. Регистрация не нужна.
ВАШ РЕЗУЛЬТАТ✓ Вычислено

Выход реакции

Выход, %94,896668

«Копировать картинку» помещает изображение результата в буфер обмена без сохранения файла — его можно сразу вставить в мессенджер или документ. Картинка и PDF содержат ссылку на calc-calc.ru.

Выход свыше 100% может означать примеси или несопоставимые измерения.

Был ли калькулятор полезен?Одно касание — и мы поймём, какие инструменты улучшать.
ПОДРОБНЫЙ РАЗБОР · ФОРМУЛЫ И ПРИМЕРЫ

Выход по току при электролизе: как оценить потери электричества

При электролизе не весь пропущенный заряд идёт на нужную реакцию: часть тока тратится на побочные процессы и утечки. Выход по току показывает, насколько эффективно используется электричество, и применяется в гальванике, электролитическом получении металлов и хлорщелочном производстве.

Калькулятор находит выход по току как отношение фактической массы вещества на электроде к теоретической по закону Фарадея. Далее — формулы, числовой пример для меди, причины потерь и границы применимости результата.

Закон Фарадея и теоретическая масса

По закону Фарадея масса вещества, выделившегося на электроде, пропорциональна прошедшему заряду Q = I·t: m = M·Q / (z·F). Здесь M — молярная масса вещества, z — число электронов, участвующих в превращении одной частицы, а постоянная Фарадея F составляет около 96 485 Кл/моль.

Эту теоретическую массу нужно вычислить заранее, а в калькулятор ввести как готовое число. Чтобы получить заряд, можно воспользоваться калькулятором количества электричества при электролизе, а затем подставить его в формулу.

Пример для электролиза меди

Через раствор сульфата меди пропускали ток 2 А в течение 1 часа. Заряд равен 2 · 3600 = 7200 Кл, что отвечает 0,07462 моль электронов. Для Cu²⁺ z = 2, поэтому выделяется 0,03731 моль меди, или около 2,371 г при молярной массе 63,546 г/моль.

Если взвешивание показало прирост катода на 2,25 г, выход по току равен 2,25 / 2,371 · 100 ≈ 94,9 %. Остальные 5,1 % электричества, вероятно, израсходованы на побочные реакции или частично потеряны из-за осыпания рыхлого осадка.

Почему выход по току меньше 100 %

Типичные причины потерь — выделение водорода на катоде при низком pH, восстановление растворённого кислорода и ионов примесей, окисление или растворение уже осаждённого металла, утечки тока и саморазряд. При гальваническом осаждении хрома выход по току обычно заметно ниже, чем при осаждении меди, из-за интенсивного выделения водорода.

На выход влияют плотность тока, температура, состав и перемешивание электролита. Поэтому значение, полученное в одном опыте, нельзя переносить на другие условия без проверки; калькулятор показывает результат только для введённых масс.

Другие числовые примеры

При фактической массе 3,1 г и теоретической 3,95 г выход по току составляет около 78,48 %. Для 0,92 г из 1,15 г получается ровно 80 %. В предельном случае, когда весь заряд пошёл на целевую реакцию, выход равен 100 %, а если металл вообще не выделился — 0 %.

Значения выше 100 %, например 104 % при 1,04 г из 1 г, не должны получаться при корректном опыте. Они говорят о влаге или примесях в осадке, неполной сушке электрода или неверно найденной теоретической массе, и результат лучше перепроверить.

Границы применимости

Расчёт предполагает постоянный ток и один целевой процесс на электроде. Если на электроде одновременно выделяется несколько веществ, выход по току нужно определять отдельно для каждого, используя соответствующие теоретические массы.

Результат не заменяет технологический контроль и правила безопасности: электролиз сопровождается нагревом, выделением газов и использованием едких растворов. Все работы выполняют по инструкции с защитными средствами.

Формула расчёта

ОСНОВНАЯ ФОРМУЛА

ВТ = m(факт.) / m(теор.) · 100 %, m(теор.) = M·I·t / (z·F)

Проверенные примеры

Электролиз раствора CuSO₄

Ток 2 А пропускали 1 час, масса меди на катоде выросла на 2,25 г. Теоретическая масса по закону Фарадея равна 2,371 г. Чему равен выход по току?

ВТ = 2,25 / 2,371 · 100 ≈ 94,9 %.

Потери на побочную реакцию

Выделилось 3,1 г металла при теоретических 3,95 г.

ВТ = 3,1 / 3,95 · 100 ≈ 78,48 %.

Как пользоваться онлайн-калькулятором

  1. Рассчитайте теоретическую массу по закону Фарадея: m = M·I·t / (z·F), где F = 96 485 Кл/моль.
  2. Взвесьте электрод до и после опыта и найдите фактическую массу выделившегося вещества.
  3. Введите фактическую и теоретическую массы в граммах.
  4. Нажмите «Рассчитать»: результат — выход по току в процентах.
ВОПРОСЫ И ОТВЕТЫ

Частые вопросы

Как найти теоретическую массу?

Умножьте силу тока в амперах на время в секундах, получите заряд в кулонах, разделите на z·F и умножьте на молярную массу. Для меди при 2 А за 3600 с: 7200 / (2 · 96 485) · 63,546 ≈ 2,371 г.

Почему выход по току бывает меньше 100 %?

Часть тока уходит на побочные реакции, например выделение водорода на катоде, восстановление примесей или перенос электронов через растворённый кислород. Эти процессы не добавляют массу целевого вещества.

Чем выход по току отличается от выхода реакции?

Выход реакции сравнивает массу продукта с рассчитанной по реагентам, а выход по току относится именно к электричеству и показывает эффективность использования заряда на электроде.

Похожие калькуляторы

ПОДЕЛИТЬСЯ ИНСТРУМЕНТОМ

Встроить на свой сайт

Вставьте этот код в HTML-блок на своём сайте. Посетители смогут пользоваться калькулятором без перехода.

Прямая ссылка: https://calc-calc.ru/embed/calc_050225/

Предварительный просмотр