Для решения данной задачи, мы должны использовать закон Фарадея, который устанавливает пропорциональность между количеством вещества, выделившегося при электролизе, и переданным зарядом.
Закон Фарадея формулируется следующим образом:
m = z * F * Q
где m - масса вещества, выделившегося при электролизе,
z - число электронов, необходимых для превращения одного моля вещества,
F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль),
Q - переданный заряд.
Для нашей задачи, нам необходимо вычислить переданный заряд (Q), исходя из количества кислорода (m) и числа электронов (z).
Из условия задачи, нам известно, что выделилось 2 л кислорода. Для того чтобы вычислить массу кислорода, воспользуемся формулой:
V = n * Vm
где V - объем кислорода (л),
n - количество вещества (моль),
Vm - молярный объем (22.4 л/моль унитарного газа).
Подставляя известные значения в данную формулу, получаем:
2 = n * 22.4
Отсюда следует, что количество вещества равно:
n = 2 / 22.4 ≈ 0.089 моль.
Далее, нам необходимо найти число электронов (z), используя реакцию электролиза.
2Н2О → 4Н+ + 4e- + O2↑
Из данной реакции видно, что для образования одной молекулы кислорода требуется 4 электрона.
Таким образом, для 0.089 моль кислорода потребуется:
z = 4 * 0.089 = 0.356 моль электронов.
Остается вычислить переданный заряд (Q). Для этого воспользуемся формулой:
Q = n * F
Подставляя известные значения, получаем:
Q = 0.356 * 96485 ≈ 34365 Кл.
Таким образом, сила тока, пропущенного через раствор сульфата натрия в течение 2 часов, составляет:
I = Q / t
где I - сила тока (А),
Q - переданный заряд (Кл),
t - время (секунды).
Переведем время в секунды:
2 часа = 2 * 60 * 60 = 7200 секунд.
Подставляя значения, получаем:
I = 34365 / 7200 ≈ 4.77 А.
Таким образом, сила тока составляет около 4.77 Ампера.
