1. Énoncé du problème : Deux courbes représentant la teneur en ions dans deux solutions différentes (nitrate d'argent et sulfate de cuivre) sont en série dans un circuit. Après 36 minutes 48 secondes, 3,6 g de substance sont déposés.
2. Conversion du temps en secondes :
$$36\ \text{minutes} \times 60 + 48\ \text{secondes} = 2208\ \text{secondes}$$
3. Compréhension du phénomène : La masse déposée est liée à la quantité d'électricité passée dans le circuit, selon la loi de Faraday de l'électrolyse.
4. Loi de Faraday :
$$m = \frac{Q \times M}{n \times F}$$
avec :
- $m$ la masse déposée (en g),
- $Q$ la charge électrique (en coulombs),
- $M$ la masse molaire de la substance (en g/mol),
- $n$ le nombre d'électrons échangés,
- $F$ la constante de Faraday ($96485\ C/mol$).
5. Calcul de la charge électrique $Q$ :
La charge est aussi donnée par
$$Q = I \times t$$
avec $I$ le courant (en ampères) et $t$ le temps (en secondes).
6. Si on connaît la masse déposée $m=3,6$ g, le temps $t=2208$ s, et les caractéristiques de la substance, on peut calculer le courant $I$ ou vérifier la cohérence des données.
7. Exemple : Pour l'argent (Ag), $M=107,87$ g/mol, $n=1$ (car Ag$^+$ capte 1 électron).
8. Calcul de la charge $Q$ nécessaire pour déposer 3,6 g d'argent :
$$Q = \frac{m \times n \times F}{M} = \frac{3,6 \times 1 \times 96485}{107,87} \approx 3220,5\ C$$
9. Calcul du courant $I$ :
$$I = \frac{Q}{t} = \frac{3220,5}{2208} \approx 1,46\ A$$
10. Conclusion : Un courant d'environ 1,46 ampères a circulé pendant 36 minutes 48 secondes pour déposer 3,6 g d'argent.
Depot Masse 6E4Cd5
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