Рассчитайте силу тока, при которой в течение 30 мин следует вести электролиз водного раствора NaOH, чтобы на катоде получить 1,68 л газа (н. у.). Назовите этот газ. Определите также, сколько и какого газа выделилось на аноде.
Для решения данной задачи, нам необходимо знать законы электролиза и соответствующие преобразования веществ.
1. Рассчитаем количество вещества газа, которое мы хотим получить на катоде:
Объем газа (V) равен 1,68 л при нормальных условиях. Преобразуем его в моль, используя уравнение состояния газа: V = n * V_0 / n_0, где n - количество вещества газа, V_0 - стандартный объем, равный 22,4 л, n_0 - количество молей, содержащихся в 22,4 л газа при нормальных условиях.
Таким образом, n = V * n_0 / V_0 = 1,68 * 1 / 22,4 = 0,075 моль.
2. Зная количество вещества, мы можем рассчитать количество заряда (Q), необходимого для электролиза водного раствора NaOH. Между количеством заряда и количеством вещества существует прямая связь: Q = n * F, где Q - количество заряда, n - количество вещества, F - постоянная Фарадея (F = 96485 Кл/моль).
Тогда Q = 0,075 * 96485 = 7236,375 Кл.
3. Так как время в данной задаче равно 30 минут, то нам нужно знать, как преобразовать это количество времени в секунды: t = 30 * 60 = 1800 сек.
4. Теперь мы можем рассчитать силу тока (I), используя закон электролиза, согласно которому сила тока равна количеству заряда, деленному на время: I = Q / t = 7236,375 / 1800 = 4,03125 А.
Ответ: Сила тока, при которой следует вести электролиз водного раствора NaOH, чтобы на катоде получить 1,68 л газа (н. у.), равна 4,03125 А.
Теперь перейдем к вопросу о газе, выделяющемся на катоде (отрицательный электрод) и на аноде (положительный электрод).
На катоде при электролизе водного раствора NaOH образуется водород (H2) по уравнению:
2H+ + 2e- -> H2
На аноде происходит окисление гидроксидного ионa (OH-) с выделением кислорода (O2) по уравнению:
4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-
Ответ:
- На катоде при электролизе водного раствора NaOH выделяется водород (H2).
- На аноде при электролизе водного раствора NaOH выделяется кислород (O2).
1. Рассчитаем количество вещества газа, которое мы хотим получить на катоде:
Объем газа (V) равен 1,68 л при нормальных условиях. Преобразуем его в моль, используя уравнение состояния газа: V = n * V_0 / n_0, где n - количество вещества газа, V_0 - стандартный объем, равный 22,4 л, n_0 - количество молей, содержащихся в 22,4 л газа при нормальных условиях.
Таким образом, n = V * n_0 / V_0 = 1,68 * 1 / 22,4 = 0,075 моль.
2. Зная количество вещества, мы можем рассчитать количество заряда (Q), необходимого для электролиза водного раствора NaOH. Между количеством заряда и количеством вещества существует прямая связь: Q = n * F, где Q - количество заряда, n - количество вещества, F - постоянная Фарадея (F = 96485 Кл/моль).
Тогда Q = 0,075 * 96485 = 7236,375 Кл.
3. Так как время в данной задаче равно 30 минут, то нам нужно знать, как преобразовать это количество времени в секунды: t = 30 * 60 = 1800 сек.
4. Теперь мы можем рассчитать силу тока (I), используя закон электролиза, согласно которому сила тока равна количеству заряда, деленному на время: I = Q / t = 7236,375 / 1800 = 4,03125 А.
Ответ: Сила тока, при которой следует вести электролиз водного раствора NaOH, чтобы на катоде получить 1,68 л газа (н. у.), равна 4,03125 А.
Теперь перейдем к вопросу о газе, выделяющемся на катоде (отрицательный электрод) и на аноде (положительный электрод).
На катоде при электролизе водного раствора NaOH образуется водород (H2) по уравнению:
2H+ + 2e- -> H2
На аноде происходит окисление гидроксидного ионa (OH-) с выделением кислорода (O2) по уравнению:
4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-
Ответ:
- На катоде при электролизе водного раствора NaOH выделяется водород (H2).
- На аноде при электролизе водного раствора NaOH выделяется кислород (O2).