Для решения этой задачи мы будем использовать закон Фарадея, который утверждает, что количество вещества, выделенного или осажденного на электроде, пропорционально количеству заряда, прошедшего через электролит.
Сначала нам нужно найти количество заряда, прошедшего через электролит. Мы знаем, что на аноде выделилось 2,8 л кислорода. Для нахождения количества заряда, прошедшего через электролит, мы можем использовать уравнение:
Q = n*F,
где Q - количество заряда (в кулонах),
n - количество вещества (в молях),
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).
Для начала, нам нужно найти количество вещества кислорода, выделившегося на аноде. Для этого мы используем уравнение идеального газа:
V = n*V_m,
где V - объем кислорода (в литрах),
V_m - молярный объем газа (24 л/моль для нормальных условий).
Мы знаем, что V = 2,8 л, поэтому мы можем найти количество вещества кислорода n:
n = V/V_m = 2,8/24 = 0,1167 моль.
Теперь мы можем использовать закон Фарадея, чтобы найти количество заряда Q:
Q = n*F = 0,1167*96485 = 11277,7 Кл.
Так как за каждую молекулу кислорода соответствует 4 молекулы водорода согласно балансовому уравнению реакции электролиза воды, мы можем утверждать, что количество водорода, выделившегося на катоде, составляет 4 раза больше, чем количество кислорода, выделившегося на аноде. То есть:
2H2O=2H2↑+O2↑
44.8L 22.4L
x=44.8·2.8/22.4=5.6L