Question

Какой объем водорода выделиться на катоде при токе 6 ампер в течении 2 часов из раствора MgSO4 ( в литрах)

Answer 1

Для решения этой задачи, вам необходимо знать количество переданных электрических зарядов (в кулонах) и использовать законы электролиза. Для водорода массовое количество вещества (в данном случае, водорода) можно вычислить по формуле:

\[ \text{Масса} = \frac{\text{Заряд} \times \text{Молярная масса}}{\text{Число зарядов на молекулу вещества} \times \text{Фарадаевская константа}} \]

Где: - Масса - массовое количество вещества (г) - Заряд - количество переданных электрических зарядов (Кулон) - Молярная масса - масса одного моля вещества (г/моль) - Число зарядов на молекулу вещества - число электронов, участвующих в реакции электролиза - Фарадаевская константа - приблизительно равна \( 96,485 \, \text{Кл/моль} \)

Для электролиза воды уравнение реакции на катоде:

\[ 2\text{H}_2\text{O} + 2e^- \rightarrow \text{H}_2 + 2\text{OH}^- \]

Из уравнения видно, что на образование одной молекулы водорода требуется два электрона.

Теперь рассчитаем количество переданных электрических зарядов:

\[ \text{Заряд} = \text{Ток} \times \text{Время} \]

Где: - Ток - сила тока (Ампер) - Время - время в течение которого проходит ток (секунды)

Подставим значения и решим задачу:

\[ \text{Заряд} = 6 \, \text{А} \times (2 \times 3600) \, \text{с} \]

\[ \text{Заряд} = 6 \, \text{А} \times 7200 \, \text{с} = 43200 \, \text{Кл} \]

Теперь, используя формулу для расчета массы водорода, мы можем определить объем водорода при стандартных условиях (нормальных условиях):

\[ \text{Объем} = \frac{\text{Масса}}{\text{Плотность}} \]

Где: - Плотность водорода при стандартных условиях примерно равна \(0.0899 \, \text{г/л}\).

\[ \text{Масса} = \frac{43200 \, \text{Кл} \times 2 \times 1.0079 \, \text{г/моль}}{2 \times 96485 \, \text{Кл/моль}} \]

\[ \text{Масса} \approx \frac{43200 \times 2 \times 1.0079}{2 \times 96485} \, \text{г} \]

\[ \text{Масса} \approx 0.894 \, \text{г} \]

Теперь мы можем рассчитать объем водорода:

\[ \text{Объем} = \frac{0.894 \, \text{г}}{0.0899 \, \text{г/л}} \]

\[ \text{Объем} \approx 9.95 \, \text{л} \]

Таким образом, при токе 6 ампер в течение 2 часов из раствора \( \text{MgSO}_4 \), на катоде выделится примерно 9.95 литра водорода при стандартных условиях.