Um die Zeit zu berechnen, die benötigt wird, um 3 kg Zink bei einer Stromstärke von 1000 Ampere abzuscheiden, kann das Faraday'sche Gesetz der Elektrolyse verwendet werden. Das Gesetz besagt, dass die Masse \( m \) eines abgeschiedenen Stoffes proportional zur Ladung \( Q \) ist, die durch die Elektrolytlösung geflossen ist. Die Formel lautet: \[ m = \frac{M \cdot I \cdot t}{n \cdot F} \] Dabei ist: - \( m \) die Masse des abgeschiedenen Stoffes (in kg), - \( M \) die molare Masse des Stoffes (für Zink etwa 65,38 g/mol), - \( I \) die Stromstärke (in Ampere), - \( t \) die Zeit (in Sekunden), - \( n \) die Anzahl der übertragenen Elektronen (für Zink \( n = 2 \)), - \( F \) die Faraday-Konstante (etwa 96485 C/mol). Umgestellt nach der Zeit \( t \): \[ t = \frac{m \cdot n \cdot F}{M \cdot I} \] Setze die Werte ein: - \( m = 3 \) kg = 3000 g, - \( M = 65,38 \) g/mol, - \( I = 1000 \) A, - \( n = 2 \), - \( F = 96485 \) C/mol. \[ t = \frac{3000 \, \text{g} \cdot 2 \cdot 96485 \, \text{C/mol}}{65,38 \, \text{g/mol} \cdot 1000 \, \text{A}} \] Berechne den Wert: \[ t = \frac{3000 \cdot 2 \cdot 96485}{65,38 \cdot 1000} \] \[ t = \frac{578910000}{65380} \] \[ t \approx 8855,5 \, \text{Sekunden} \] Um die Zeit in Stunden umzurechnen: \[ t \approx \frac{8855,5}{3600} \approx 2,46 \, \text{Stunden} \] Es dauert also etwa 2,46 Stunden, um 3 kg Zink bei einer Stromstärke von 1000 Ampere abzuscheiden.