За якими умовами та які параметри маси та об єму утвореного водню треба визначити після пропускання заряду 2 ·
За якими умовами та які параметри маси та об"єму утвореного водню треба визначити після пропускання заряду 2 · 105 Кл через розчин сірчаної кислоти?
07.12.2023 23:54
Написать свой ответ:
Пояснення: Під час електролізу розчину сірчаної кислоти, вода розщеплюється на водень (H2) та кисень (O2) під дією електричного струму. Цей процес відбувається згідно з електролітичним рівнянням:
H2SO4 → 2H+ + SO42-
На аноді відбувається окиснення гідроксиду сульфату до кисню:
2H+ + 2e- → H2↑
На катоді відбувається зменшення протонів водню до молекул водню:
2H+ + 2e- → H2↑
Закон Фарадея стверджує, що кількість речовини, що виділяється або осідає на електродах, пропорціональна заряду, що пройшов через електроліт. Формула цього закону:
Q = z * F
де Q - кількість заряду (у Кл), z - число електронів, що беруть участь у електрохімічній реакції, F - число Фарадея, що дорівнює 96500 Кл/моль.
Приклад використання:
У даній задачі заряд становить 2 * 10^5 Кл. Треба знайти масу та об"єм утвореного водню. Для цього треба знайти число моль водню (n) за допомогою формули:
n = Q / (z * F)
Після знаходження кількості молей водню, можна визначити масу водню (m) з використанням формули:
m = n * M
де M - молярна маса водню, що дорівнює 2 г/моль. Об"єм (V) утвореного водню можна обчислити, використовуючи його рівняння стану:
V = n * Vm
де Vm - молярний об"єм, що дорівнює 22,4 л/моль.
Порада: Для більшого розуміння процесу електролізу та розрахунку маси та об"єму утвореного водню, рекомендується детально вивчити теоретичний матеріал про електрохімію та основні принципи електролізу.
Вправа: Якщо через розчин сірчаної кислоти пропущено заряд 2 * 10^5 Кл, знайдіть масу та об"єм утвореного водню. Молярна маса водню дорівнює 2 г/моль, а молярний об"єм - 22,4 л/моль.
Объяснение:
Для решения данной задачи, нам потребуется использовать формулу Лапласа. Формула Лапласа задает связь между массой вещества, его объемом и протекающим через него зарядом. Формула выглядит следующим образом:
Q = m · V,
где Q - заряд, m - масса вещества, V - объем вещества.
В задаче у нас известен заряд, который пропускается через раствор серной кислоты (Q = 2 · 105 Кл), а также необходимо определить параметры массы и объема водорода, образующегося в результате процесса.
Чтобы найти массу водорода, вначале необходимо найти количество вещества водорода. Оно определяется по формуле:
n = Q / F,
где n - количество вещества, F - постоянная Фарадея (F = 96500 Кл/моль).
Зная количество вещества водорода, мы можем найти его массу, используя молярную массу:
m = n · M,
где m - масса вещества, M - молярная масса водорода (M = 2 г/моль).
Далее, чтобы найти объем вещества водорода, можно воспользоваться уравнением состояния идеального газа:
V = n · Vm,
где V - объем вещества, Vm - молярный объем вещества при нормальных условиях (Vm = 22,4 л/моль).
Теперь мы можем решить задачу, используя эти формулы.
Доп. материал:
Найдем массу и объем водорода, образующегося при пропускании заряда 2 · 105 Кл через раствор серной кислоты.
Для этого, сначала найдем количество вещества водорода:
n = 2 · 105 Кл / 96500 Кл/моль = 2,07 моль.
Затем найдем массу водорода:
m = 2,07 моль · 2 г/моль = 4,14 г.
И, наконец, найдем объем водорода:
V = 2,07 моль · 22,4 л/моль = 46,49 л.
Таким образом, масса образовавшегося водорода составляет 4,14 г, а объем - 46,49 л.
Совет:
Для лучшего понимания задачи и использования формулы Лапласа, рекомендуется запомнить основные понятия и формулы, связанные с электрохимией, такие как постоянная Фарадея, молярная масса и молярный объем вещества.
Дополнительное упражнение:
Пропустив заряд 8 · 104 Кл через раствор серной кислоты, найдите массу и объем образовавшегося водорода. Рассчитайте также количество вещества водорода.