Вопрос школьника
Какое количество вещества воды разложилось под действием постоянного электрического тока, если при этом образовалось 67,2 м2 кислорода (н.у.)? Каков объем (н.у.) полученного при этом водорода?
Ответ от учителя
Для решения задачи необходимо использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделенного на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через раствор.
Известно, что при разложении воды на электродах образуется кислород и водород в соотношении 2:1. Значит, если мы знаем количество кислорода, то количество водорода можно вычислить по формуле:
n(H2) = n(O2) / 2
где n(H2) — количество вещества водорода, n(O2) — количество вещества кислорода.
Также известно, что 1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 литра. Значит, если мы знаем количество водорода, то можем вычислить его объем:
V(H2) = n(H2) * 22,4 л/моль
Для решения задачи необходимо найти количество вещества кислорода, которое образовалось при разложении воды под действием постоянного электрического тока. Для этого воспользуемся уравнением электролиза воды:
2H2O → 2H2 + O2
Из уравнения видно, что на каждые 2 моля воды образуется 1 моль кислорода. Значит, количество вещества кислорода можно вычислить по формуле:
n(O2) = 67,2 м2 / 22,4 л/моль / 2 = 1,5 моль
Теперь можем вычислить количество вещества водорода:
n(H2) = n(O2) / 2 = 0,75 моль
И его объем:
V(H2) = n(H2) * 22,4 л/моль = 16,8 л
Таким образом, при разложении воды под действием постоянного электрического тока образовалось 1,5 моль кислорода и 0,75 моль водорода, который занимает объем 16,8 литра при нормальных условиях.
