Какой ток должен протекать через раствор электролита, чтобы за одну минуту разложить 1 грамм воды? Какое количество

Tayson

54

Для решения этой задачи, нам понадобится знание закона Фарадея и химической эквивалентности. Закон Фарадея гласит, что количество вещества, прошедшего через электролит при электролизе, пропорционально количеству электричества, прошедшего через него. Химическая эквивалентность позволяет нам связать количество электричества с количеством вещества. Давайте начнем с расчета количества электричества, необходимого для разложения 1 грамма воды.

Мы знаем, что молярная масса воды равна 18 г/моль. Так как в нашей задаче разлагается 1 г воды, то нам понадобится 1/18 моль воды. Согласно закону Фарадея, количество электричества, проходящего через электролит, равно заряду, деленному на заряд электрона. Заряд электрона \(e\) равен 1.6x10\(^{-19}\) Кулон.

Теперь мы можем найти количество электричества, необходимое для разложения 1 г воды. Обозначим это количество через \(Q\). Мы знаем, что

\[Q = nF\]

где \(n\) - количество молей воды, а \(F\) - заряд электрона. Подставляя значения, получим:

\[Q = \frac{1}{18} \times 1.6x10^{-19} \, Кл\]

Вычислив это выражение, мы найдем значение \(Q\).

Теперь перейдем ко второй части задачи, где требуется найти количество выделившегося гремучего газа при стандартных условиях. Чтобы ответить на вопрос, нам необходимо знать, какой это газ. Так как задача не предоставляет информацию о конкретном газе, нам придется анализировать возможные варианты.

Вода может быть электролизована на водород и кислород. Молярная масса водорода составляет 2 г/моль, а кислорода - 32 г/моль. Однако, у нас есть всего 1 грамм воды, что явно недостаточно для образования кислорода, так как для образования 32 г кислорода требуется 16 г воды. Поэтому, можно предположить, что образуется водород.

Теперь мы можем вычислить количество выделившегося гремучего газа. Обозначим это количество через \(V\). Согласно закону Гей-Люссака, при стандартных условиях \(1 моль\) газа занимает объем \(22.4 литра\). Таким образом, для нахождения количества гремучего газа мы можем использовать молярный объем водорода.

\[V = n \times 22.4 \,литра\]

Подставив значение \(n\), найденное в предыдущем расчете, мы можем найти значение \(V\).

Предоставление ответа в цифрах и формулах:

Для разложения 1 г воды требуется пропустить ток через раствор электролита, равный \(Q\) Кулон:

\[Q = \frac{1}{18} \times 1.6x10^{-19} \, Кл\]

Количество гремучего газа, выделившегося при этом (при стандартных условиях), равно \(V\) литров:

\[V = \frac{1}{18} \times 22.4 \,л\]

Пожалуйста, обратите внимание, что в конкретном случае мы предположили, что образуется водород. Вы также можете уточнить эту информацию у своего преподавателя.