Скільки водню утворилося після проходження заряду 2.10° Кл через розчин сірчаної кислоти? Виміряйте масу та об єм водню

Siren

55

Для решения этой задачи, нам необходимо воспользоваться формулой Фаредея, которая позволяет вычислить количество вещества, образующегося при электролизе:

\[n = \frac{Q}{F}\]

Где:
- \(n\) - количество вещества, образовавшегося при электролизе (в молях)
- \(Q\) - заряд, прошедший через раствор (в кулонах)
- \(F\) - постоянная Фарадея, равная 96485 Кл/моль

Для вычисления массы и объема водорода сначала нам нужно вычислить количество вещества водорода, а затем воспользоваться формулами связи между количеством вещества, массой и молярной массой.

Для начала, у нас есть заряд \(Q = 2.10^{-2}\) Кл и постоянная Фарадея \(F = 96485\) Кл/моль. Подставив значения в формулу Фаредея, получаем:

\[n = \frac{2.10^{-2}}{96485}\]

Вычисляя эту дробь, получаем:

\[n \approx 2.071 \times 10^{-7}\] моль

Теперь, зная количество вещества водорода, мы можем вычислить массу водорода по формуле:

\[m = n \times M\]

Где:
- \(m\) - масса вещества (в кг)
- \(M\) - молярная масса водорода (в кг/моль)

Молярная масса водорода равна 0.001 кг/моль.

Подставив значения в формулу, получаем:

\[m = 2.071 \times 10^{-7} \times 0.001\]

Вычисляя эту дробь, получаем:

\[m \approx 2.071 \times 10^{-10}\] кг

Наконец, используя плотность водорода, мы можем вычислить объем водорода по формуле:

\[V = \frac{m}{\rho}\]

Где:
- \(V\) - объем вещества (в м^3)
- \(\rho\) - плотность водорода (в кг/м^3)

Подставив значения в формулу, получаем:

\[V = \frac{2.071 \times 10^{-10}}{0.09}\]

Вычисляя эту дробь, получаем:

\[V \approx 2.301 \times 10^{-10}\] м^3

Таким образом, после проходжения заряда 2.10° Кл через раствор сульфатной кислоты образуется примерно 2.071×10^(-7) моль водорода, массой примерно 2.071×10^(-10) кг, и объемом примерно 2.301×10^(-10) м^3 при нормальных условиях.