Каков выход хлора при пропускании 24 А • час тока через раствор хлорида магния для получения 1 м^3 хлора

Тема вопроса: Рассчет выхода хлора при электролизе раствора хлорида магния

Инструкция:
Для решения этой задачи, мы можем использовать уравнение Нернста, которое связывает количество электричества, ток и время, прошедшее через раствор. Формула уравнения Нернста выглядит следующим образом:

Q = I * t,

где Q - количество электричества (в кулонах), I - сила тока (в амперах), t - время (в секундах).

Мы знаем, что при электролизе 1 моль хлора соответствует 2 моля электрона. Также, чтобы рассчитать количество вещества, необходимо знать их атомные массы. Атомные массы хлора и магния равны 35,45 г/моль и 24,31 г/моль соответственно.

Исходя из этого, мы можем рассчитать количество электричества, необходимое для получения 1 моль хлора:

Q(1 моль хлора) = (2 моль электрона / 1 моль хлора) * (96500 Кл / 1 моль электрона) = 193000 Кл.

Однако в данной задаче интересует нас выход хлора при электролизе 1 м^3 раствора хлорида магния. Чтобы рассчитать это количество, нам понадобится знать концентрацию хлорида магния в растворе.

Пример:
Пусть концентрация хлорида магния в растворе составляет 0,5 моль/литр. Тогда количество вещества хлорида магния в 1 м^3 раствора будет равно:

0,5 моль/литр * 1 литр/1000 м^3 = 0,0005 моль.

Теперь мы можем рассчитать выход хлора, используя уравнение Нернста:

Q(хлор) = Q(электричество) = I * t.

Из условия задачи, известно, что I = 24 А и t = 1 час = 3600 секунд. Подставляем значения в уравнение:

Q(хлор) = 24 А * 3600 сек = 86400 Кл.

Теперь рассчитаем выход хлора:

Выход хлора = Q(хлор) / Q(1 моль хлора) = 86400 Кл / 193000 Кл ≈ 0,448 (округляем до трех значащих цифр).

Таким образом, выход хлора при пропускании 24 А • час тока через раствор хлорида магния для получения 1 м^3 хлора составляет примерно 0,448 моль.

Совет:
При решении задач по электрохимии, всегда обращайте внимание на величины силы тока и времени, так как они влияют на количество переданного электричества. Также не забывайте учитывать концентрацию вещества, присутствующего в растворе, если это необходимо для решения задачи.

Задача на проверку:
Пусть у нас есть раствор хлорида кальция с концентрацией 0,1 моль/литр. Каков будет выход хлора при пропускании 10 А тока через 500 мл этого раствора в течение 30 минут? (Ответ округлите до трех значащих цифр).