Question

Ток силой в 6,7 А пропущен через электролизер, содержавший 400 мл 0,7 н. H2S04. Сколько часов должен длиться электролиз для достижения
нормальной концентрации?
Напишите на листе

Answer 1

Для решения данной задачи, нам потребуется знание о закономерности Фарадея, которая устанавливает, что количество химических веществ, выделяющихся или поглощаемых в результате электролиза, прямо пропорционально количеству перенесенного электричества.

Сначала нам нужно выразить количество перенесенного электричества. Для этого воспользуемся формулой:
Q = I * t,
где Q - количество электричества (воздействие тока), I - сила тока, t - время.

Подставим известные значения:
I = 6,7 А,
t - неизвестно.

Дано, что используется 400 мл 0,7 н. H2SO4. Поскольку задача требует нахождения нормальной концентрации, нам нужно выразить количество вещества, используя процентную концентрацию раствора. Для этого воспользуемся формулой:
М = C * V
где М - количество вещества, C - процентная концентрация, V - объем.

Подставим известные значения:
C = 0,7,
V = 400 мл.

Теперь нам нужно найти количество перенесенного заряда электролизом, используя закономерность Фарадея. Поскольку заряг равен количеству кулона, перенесенному через секцию электролизера, и известно, что в электролизере возникают из двух H+, мы можем найти количество H+, исходя из молярной массы одиночного атома водорода.

Так как перейдет одна Fmole H+ через электролизер, то перейдет две моль H+
(М водорода = 1 гр + 1 гр = 2 гр)
а количество F в одной моли кулон различом числом равно
(1 Fmole = Avogadro = 6,022 * 1023 atoms)
Далее можем найти количество кулон заряда и воспользоваться закономерностью Фарадея:
Q = n * F,
где Q - количество электричества (в кулонах), n - количество вещества (в молях), F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Подставим известные значения:
n = (Масса вещества H2SO4) / (Масса молекулы H2SO4),
n = (C * V * 1 г/мл) / (молярная масса H2SO4),
n = (0,7 * 400 мл * 1 г/мл) / (98 г/моль).

Теперь мы можем выразить количество перенесенного электричества:
Q = n * F,
где Q - количество электричества (в кулонах),
n - количество вещества (в молях),
F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Подставим известные значения:
F = 96500 Кл/моль.

Теперь мы можем найти время, потребное для электролиза:
t = Q / I,
где t - время (в часах),
Q - количество электричества (в кулонах),
I - сила тока.

Подставим известные значения:
I = 6,7 А,
Q - ранее найдено значение.

Вычислив все значения, мы получим время, которое должен длиться электролиз для достижения нормальной концентрации.