Question

При электролизе раствора хлорида натрия выделилось 7,2 л водорода (н.у.). Вычислите массу гидроксида натрия образовавшегося в растворе.

Answer 1

.......................................................................................................................

Answer 2

Для решения этой задачи необходимо использовать закон Фарадея, который связывает количество выделившихся веществ при электролизе с количеством переданных электрических зарядов:

m = Q * M / (n * F)

где:

m - масса вещества, выделившегося при электролизе; Q - количество выделившегося заряда; M - молярная масса вещества; n - количество электронов, необходимых для превращения одной молекулы вещества; F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Для раствора NaCl превращение ионов Na+ и Cl- в гидроксид натрия и газообразный хлор и водород происходит по следующим реакциям:

2H2O + 2e- -> H2 + 2OH- 2Cl- -> Cl2 + 2e- 2Na+ + 2OH- -> 2NaOH

Как видно из реакций, для образования одной молекулы NaOH необходимо 2 моля электронов.

Используя закон Фарадея для реакции образования водорода, получим:

Q(H2) = V(H2) * P / (R * T) = 7.2 л * 101325 Па / (8.31 Дж/(моль*К) * 273 К) = 0.296 моль электронов.

Здесь использовано уравнение состояния идеального газа для перевода объема водорода в количество вещества, а также нормальные условия (н.у.), при которых давление равно 101325 Па, а температура равна 273 К.

Таким образом, количество электронов, протекших через раствор, равно 0.296 моль * 2 = 0.592 моль.

Молярная масса NaOH равна 40 г/моль, а постоянная Фарадея F = 96500 Кл/моль.

Используя закон Фарадея для реакции образования NaOH, получим:

m(NaOH) = Q(NaOH) * M(NaOH) / (n * F) = 0.592 моль * 40 г/моль / (2 * 96500 Кл/моль) = 0.012 г.

Таким образом, масса образовавшегося гидроксида натрия равна 0.012 г.