Для решения данной задачи мы должны знать молекулярную массу воды (H2O) и соотношение элементов в молекуле воды.
Молекулярная масса воды вычисляется как сумма атомных масс водорода и кислорода, умноженных на соответствующие коэффициенты. Молярная масса водорода (H) равна приблизительно 1 г/моль, и молярная масса кислорода (O) равна приблизительно 16 г/моль.
Так как в молекуле воды соотношение между водородом и кислородом равно 2:1, то масса водорода будет составлять 2/3 от общей массы воды (1,8 г) и будет равна 1,2 г. А масса кислорода будет составлять 1/3 от общей массы воды и будет равна 0,6 г.
Теперь мы можем использовать закон Лавуазье-Лапласа для электролиза воды. Закон Лавуазье-Лапласа гласит, что объем газа, выделяющегося или поглощающегося при электролизе, пропорционален переданному заряду.
Между количеством электричества (зарядом) и количеством вещества (моль) существует пропорциональность, известная как фарадай. Фарадай равен количеству электричества, переданному веществу, разделенному на Фарадееву постоянную (F), которая равна 96500 Кулон/моль.
Так как мы знаем молекулярные массы водорода и кислорода, мы можем вычислить количество вещества каждого элемента. Для этого мы делим массу элемента на его молярную массу.
Количество молей водорода будет равно:
1,2 г / 1 г/моль = 1,2 моль
Количество молей кислорода будет равно:
0,6 г / 16 г/моль = 0,0375 моль
Теперь мы можем использовать фарадаи для вычисления количества электричества, переданного для электролиза каждого элемента.
Количество электричества для водорода будет равно:
1,2 моль * 96500 Кулон/моль = 115800 Кулон
Количество электричества для кислорода будет равно:
0,0375 моль * 96500 Кулон/моль = 3626,25 Кулон
Так как соотношение между водородом и кислородом в молекуле воды равно 2:1, значит, для каждой молекулы воды требуется 2 моля электричества.
Теперь мы можем рассчитать количество молекул водорода и кислорода в результате электролиза. Для этого мы делим количество электричества для каждого элемента на количество электричества, требуемое для одной молекулы воды.
Количество молекул водорода будет равно:
115800 Кулон / (2 * 96500 Кулон/моль) = 0,6 моль
Количество молекул кислорода будет равно:
3626,25 Кулон / (2 * 96500 Кулон/моль) = 0,0188 моль
Теперь мы можем вычислить объем (в литрах) водорода и кислорода, используя идеальный газовый закон.
Объем газа (V) можно вычислить путем умножения количества вещества (n) на универсальную газовую постоянную (R) и температуру (T), а затем деления на давление (P).
Объем водорода будет равен:
V = nRT/P = 0,6 моль * 8,314 л∙атм/моль∙K * 273 К / 1 атм = 107,802 л
Объем кислорода будет равен:
V = nRT/P = 0,0188 моль * 8,314 л∙атм/моль∙K * 273 К / 1 атм = 0,505 л
Итак, при электролизе 1,8 г воды, мы получаем примерно 107,802 литра водорода и 0,505 литра кислорода.
Объяснение:
1,8 г. Х л. Х л
2H2O. =. 2H2. +. O2
n=2 моль. n=2 моль. n=1 моль
М=18 г/моль. Vm=22,4 л/моль. Vm=22,4 л/моль
m=36 г. V=44,8 л. V=22,4 л
1,8 г. Н2О. -. Х л. Н2
36 г. Н2О. -. 44,8 л. Н2
V(H2)=1,8*44,8/36=2,24 л
1,8 г. Н2О. -. Х л. О2
36 г. Н2О. -. 22,4 л. О2
V(O2)= 1,8*22,4/36 =1,12 л