Який обсяг водню буде одержано під час електролізу розчину соляної кислоти за температури 300 К і тиску 1 атм, якщо

Misticheskiy_Lord

12

Для решения данной задачи нам необходимо знать реакцию электролиза соляной кислоты (HCl). При электролизе соляной кислоты вода (H2O) разлагается на водород (H2) и кислород (O2) при помощи электрического тока. Уравнение реакции выглядит следующим образом:

2H2O(l) -> 2H2(g) + O2(g)

Теперь нужно знать, как протекает электролиз соляной кислоты. При электролизе водного раствора соляной кислоты происходит два основных процесса: окисление воды на аноде и восстановление ионов водорода на катоде.

На аноде молекулы воды окисляются, образуя кислород и водородные ионы:

2H2O(l) -> O2(g) + 4H+(aq) + 4e-

На катоде восстанавливаются ионы водорода, образуя молекулы водорода:

4H+(aq) + 4e- -> 2H2(g)

Теперь мы можем рассчитать количество водорода, образующегося при электролизе данного раствора соляной кислоты.

Важно отметить, что количество вещества выражается в молях (моль), а связано с ним и понятие молярный объем.

Молярный объем газа (V) при нормальных условиях составляет примерно 22,4 л/моль.

Таким образом, мы можем использовать следующую формулу:

V = n * Vm,

где V - объем газа (объем водорода, в нашем случае),
n - количество вещества (количество молей водорода),
Vm - молярный объем газа.

Так как реакция электролиза сопровождается двумя электродными процессами, мы должны учесть число электронов, необходимых для образования молекулы водорода (2 электрона) и коэффициент стехиометрии в уравнении реакции (2 моля воды образуют 1 моль водорода).

Теперь мы можем перейти к решению задачи.

1. Найдем количество молей водорода, исходя из переданного нам заряда (q). Заряд (q) выражается в Кулонах (Кл) и равен произведению силы тока (I) на время (t):

q = I * t.

2. Разложение одной молекулы воды требует 2 электрона. Число молекул воды можно найти, разделив количество заряда на заряд одной молекулы воды:

n(H2O) = q / (2 * e),

где e - элементарный заряд, который равен 1,602 × 10^-19 Кл.

3. Поскольку уравнение реакции показывает, что из двух молекул воды образуется один моль водорода, можно найти количество молей водорода:

n(H2) = n(H2O) / 2.

4. Теперь найдем объем водорода, используя формулу:

V = n(H2) * Vm.

Подставим все значения и посчитаем:

V = (q / (2 * e)) / 2 * Vm.

Температура и давление не влияют на объем в данном случае, так как происходит электролиз водного раствора соляной кислоты.

После подстановки всех значений в формулу и с учетом молярного объема газа при нормальных условиях (Vm = 22,4 л/моль), мы сможем рассчитать объем водорода, образующегося при электролизе раствора соляной кислоты.

Яли надрезультат?