Úlohy 21

21.1. (21-1)Ako sa nazýva kladná a záporná elektróda elektrolytickej nádoby?

21.2. Aký majú elektrický náboj, a ako sa volajú tie ióny, na ktoré sa rozdelia (a) v malej miere voda, (b) roztok kyseliny dusičnej, (c) roztok dusičnanu strieborného? Udajme aj hodnotu elektrického náboja každého iónu.

21.3. (21-2)(a) Napíšme chemickú značku, atómové číslo a atómovú hmotnosť železa a draslíka. (b) koľko násobkom je hmotnosť jedného atómu železa hmotnosti jedného atómu draslíka? (c) Aký bude pomer hmotnosti 7 × 107 atómu železa a 7 × 107 atómu draslíka? (d) Zoberme 55,84 g železa a 39,10 g draslíka. Koľko atómov tvorí tieto množstvá látok?

21.4. Pozrime sa na dáta olova a zinku v tab. 21.1 (pozri dole). (a) napíšme ich chemickú značku, atómové číslo a atómovú hmotnosť. (b) Aký je pomer hmotnosti jedného atómu olova a jedného atómu zinku? (c) Aký je pomer hmotností 3,42 × 1024 atómu olova a hmotnosti rovnakého počtu atómov zinku? (d) V akom pomere je počet atómov v  20,719 g olova k počtu atómov v 6,537 zinku?

21.5. Aký je pomer počtu atómov železa v 5 g železa a počtu atómov zinku v  20 g zinku?

21.6. Koľko atómov olova je v 12 g olova, a koľko atómov zinku v 5 g zinku?

21.7. (21-3)Aký je elektrochemický ekvivalent (a) vodíka, (b) kyslíka, (c) medi a (d) hliníka?

21.8. Koľko násobok atómovej hmotnosti a koľko násobok elektrochemického ekvivalentu je (a) v 50 g kyslíka, (b) v 50 g striebra, (c) 50 g hliníka?

21.9. V elektrolytickej nádobe je roztok chloridu zlatitého, a spojíme ho do série s  elektrolytickou nádobou, v ktorej je soľný roztok (dvojmocnej) medi. (a) Koľko zlata sa vylúči na elektróde za dobu, za ktorú sa na príslušnej elektróde vylúči 0,60 g medi? (b) Aký veľký elektrický náboj pretiekol nádobami za túto dobu (vyjadri v coulomboch)?

21.10. V elektrolytickej nádobe je soľný roztok striebra, a nádoba je spojená do série s elektrolytickou nádobou, v ktorej je (dvojmocný) soľný roztok zinku. (a) Koľko coulombov elektrického náboja musí pretiecť elektrolytom, aby sa na elektróde vylúčilo 10 g zinku? (b) Koľko striebra sa vylúčilo na elektróde prvej nádoby za túto dobu?

21.11. Medené drôty sa spravidla vyrábajú z elektrolyticky čistenej medi, ktorá sa vylúči na katóde z (dvojmocného) soľného roztoku medi. Koľko stojí elektrická energia na výrobu 1 kg medi, ak cena elektrickej energie pre malé podniky je 0,06 EUR/kWh? (Použité napätie pri elektrolýze je 0,2 V.)

21.12. Roztavené soli (teda roztavené čisté soli a nie ich roztoky) sú tiež ionizované, a je možné ich rozložiť elektrolytickou cestou. Z kuchynskej soli (v ktorej obidva ióny sú jednomocné) je možné elektrolýzou získať kovový sodík a chlór (plyn). Koľko kilogramov kovového sodíka dostaneme pri jednom kilograme chlóru?

21.13. (21-4)Aká veľká sila pôsobí na jeden elektrón v elektrickom poli, ktorej intenzita je 200 V/cm?

21.14. Na časticu α pôsobí v elektrickom poli sila veľkosti 4,8 × 10−15 N. Aká je intenzita elektrického poľa (v jednotkách V/cm)?

21.15. Aká je indukcia magnetického poľa (B), ak magnetické pole pôsobí na elektrón, ktorý sa pohybuje kolmo na magnetické pole rýchlosťou 107 m/s? Magnetické pole pôsobí na elektrón silou veľkosti 3,2 × 10−15 N.

21.16. Hustota magnetického toku magnetického poľa je 3 × 10−3 Wb/m2. Elektrón sa pohybuje v magnetickom poli rýchlosťou 107 m/s kolmo na magnetické pole. Akou veľkou silou pôsobí magnetické pole na elektrón?

21.17. Akým napätím musíme urýchliť elektróny v elektrónovom dele, aby potom preletel cez elektrické a magnetické polia bez vychýlenia? Elektrické a magnetické polia sú kolmé na smer pohybu elektrónu a tiež vzájomne, intenzita elektrického poľa je 30 kV/m a magnetické indukcia poľa je 10−3 T.

21.18. Aká musí byť intenzita elektrického poľa, aby častica α preletela elektrickým a magnetickým poľom bez vychýlenia? Časticu α urýchlime tým istým napätím ako v úlohe 21.17, a indukcia magnetického poľa bude tiež rovnaká. (Hmotnosť častice α je 7300-krát väčšia, ako hmotnosť elektrónu).

21.19. (21-5)Kvapka oleja má 3 nadbytočné elektróny. Akou veľkou silou pôsobí elektrické pole na túto kvapku, ak jej intenzita je 200 V/cm?

21.20. Predpokladajme, že v Millikanovom pokuse máme kvapku s priemerom 10−4 cm. Olej má hustotu 0,9 g/cm3. Elektródy vytvárajúce elektrické homogénne pole sú od seba vo vzdialenosti 2 cm a napätie medzi nimi je 72 V. Kvapka sa vznáša nehybne medzi elektródami. Koľko nadbytočných elektrónov má kvapka?

21.21. (21-7)Elektrický náboj jadra atómu sa rovná súčinu elementárneho náboja a atómového čísla daného atómu. Elektrický náboj jadra neónu je napr. 10 × 1,60 × 10−19 C = 1,60 × 10−18 C. Častica α prenikne do atómu zlata do vzdialenosti 10−12 cm od jadra, a v tejto vzdialenosti je na okamih v pokoji. (a) Aká veľká je potenciálna energia α častice v tomto okamihu? (b) Akú musela mať častica α kinetickú energiu, aby dokázala preniknúť takto hlboko do atómu?

21.22. Častica α má kinetickú energiu 1,2 × 10−15 J. Do akej vzdialenosti sa dokáže táto častica α priblížiť k jadru atómu striebra? (Pozri úlohu 21.21.)

21.23. Atóm jadra na obr. 21.7 nie je vo vernej mierke, lebo priemer jadra na obrázku je 8 mm. Aký veľký by musel byť priemer atómu, aby bol úmerný veľkosti jadra na obrázku?