Question

За какое время при электролизе воды выделяется 30 г кислорода, если сила тока равна 2 А

Answer 1

I = 2 А
m = 30 г = 30000 мг
k = 0,01045 мг/Кл

t - ?

Решение:
m = klt => klt = m => t = m / kl,
t = 30000 / 0,01045 × 2 = 30000 / 0,0209 = 1435406,6985 ≈ 1435407(с).

Ответ: 1435407 с.

Answer 2

Для решения данной задачи необходимо знать химическое уравнение электролиза воды:

2H2O -> 2H2 + O2

Из уравнения видно, что при электролизе выделяется 1 моль кислорода (O2) на каждые 4 моля электронов, протекающих через электролит.

Масса 1 моля кислорода равна примерно 32 г, так как атом кислорода имеет атомную массу примерно 16 г/моль.

Силу тока (I) можно выразить через заряд (Q) и время (t) следующим образом:

I = Q/t

где Q - заряд, протекший через электролит, а t - время, в течение которого протекал электролиз.

Масса вещества можно выразить через количество вещества (n) и молярную массу (M):

m = n * M

Таким образом, мы можем найти количество молей кислорода, выделенного при электролизе:

n(O2) = m(O2) / M(O2) = 30 г / 32 г/моль ≈ 0.9375 моль

Так как из уравнения видно, что на каждые 4 моля электронов выделяется 1 моль кислорода:

n(e-) = 4 * n(O2) ≈ 4 * 0.9375 моль ≈ 3.75 моль электронов

Заряд, протекший через электролит, можно выразить через количество молей электронов и Фарадееву постоянную (F):

Q = n(e-) * F

Зная, что Фарадеева постоянная (F) равна примерно 96500 Кл/моль, получаем:

Q = 3.75 моль * 96500 Кл/моль ≈ 362625 Кл

Теперь мы можем найти время электролиза:

t = Q / I = 362625 Кл / 2 А ≈ 181312.5 сек

Таким образом, при силе тока 2 А выделение 30 г кислорода произойдет примерно за 181312.5 секунд или примерно 50 часов и 19 минут.