Чтобы ответить на этот вопрос, сначала нам нужно знать основные концепции электролиза и химической реакции между натрием и хлором.
Во время электролиза NaCl, электрический ток проходит через раствор соли, и происходит химическая реакция: NaCl разлагается на натриевые и хлоровые ионы. Натриевые ионы будут притягиваться к отрицательному электроду, тогда как хлоровые ионы будут притягиваться к положительному электроду.
Уравнение реакции, происходящей на положительном электроде, может быть записано как Cl- → 1/2Cl2 + e-. Это означает, что на положительном электроде хлоровые ионы превращаются в молекулы хлора (Cl2), при этом освобождается один электрон.
Теперь, зная это, давайте рассчитаем объем Cl2, который будет образовываться при электролизе NaCl при заданных условиях.
Первый шаг - расчет количества зарядов, которые проходят через электроды. Для этого мы будем использовать уравнение Q = I * t, где Q - заряд, I - сила тока и t - время.
Q = 10 А * 30 мин = 300 Кл
Второй шаг - перевод количества зарядов в количество молей хлоровых ионов. Заряд одного моля электронов составляет 1 Фарадей, поэтому можно использовать уравнение:
1 Фарадей = 96 500 Кл/моль
Молярная масса хлора (Cl) = 35,45 г/моль, следовательно, каждый моль хлоровых ионов будет соответствовать 1 молю хлора (Cl2).
Во время электролиза NaCl, электрический ток проходит через раствор соли, и происходит химическая реакция: NaCl разлагается на натриевые и хлоровые ионы. Натриевые ионы будут притягиваться к отрицательному электроду, тогда как хлоровые ионы будут притягиваться к положительному электроду.
Уравнение реакции, происходящей на положительном электроде, может быть записано как Cl- → 1/2Cl2 + e-. Это означает, что на положительном электроде хлоровые ионы превращаются в молекулы хлора (Cl2), при этом освобождается один электрон.
Теперь, зная это, давайте рассчитаем объем Cl2, который будет образовываться при электролизе NaCl при заданных условиях.
Первый шаг - расчет количества зарядов, которые проходят через электроды. Для этого мы будем использовать уравнение Q = I * t, где Q - заряд, I - сила тока и t - время.
Q = 10 А * 30 мин = 300 Кл
Второй шаг - перевод количества зарядов в количество молей хлоровых ионов. Заряд одного моля электронов составляет 1 Фарадей, поэтому можно использовать уравнение:
1 Фарадей = 96 500 Кл/моль
Молярная масса хлора (Cl) = 35,45 г/моль, следовательно, каждый моль хлоровых ионов будет соответствовать 1 молю хлора (Cl2).
300 Кл * (1 Фарадей / 96 500 Кл) * (1 моль Cl / 1 Фарадей) = 0,0031 моль Cl2
Третий шаг - расчет объема Cl2 при нормальных условиях (н.у.). Мы знаем, что объем одного моля идеального газа при н.у. равен 22,4 л.
Объем Cl2 = 0,0031 моль * 22,4 л/моль = 0,069 л или 69 мл
Итак, при электролизе NaCl с силой тока 10А в течение 30 минут выделяется около 69 мл (или 0,069 л) хлора (Cl2) при нормальных условиях (н.у.).