Сколько водорода. Решение Дано i 2,4А t 5 мин 45 с 345с Решение

• Название: Решение Дано i 2,4А t 5 мин 45 с 345с Решение
• Дата: 22.12.2021
• Размер: 41 Kb.
• Имя файла: Сколько водорода.doc
• Тип: Решение; #313216

Сколько водорода, см³, при н. у. выделится при электролизе раствора
Na₂SO₄ током силой 2,4 А за 5 мин 45 с?

Решение:

Дано: I = 2,4А t = 5 мин 45 с = 345с	Решение: Составим схему электролиза водного раствора сульфата натрия. В растворе происходит диссоциация соли: Na2SO4 → 2Na+ + SO42-
Найти: V(Н2) = ?

Катодные процессы.

Натрий – активный металл, стоящий в ряду напряжений до Al, не разряжается на катоде;

Процесс на катоде

К–:

2Н2О + 2е → Н2 + 2ОН-

φ0 = - 0,828В процесс восстановления

Анодные процессы.

Сложные анионы (SO₄^2-, NO₃^- и т.д.) и F^- на аноде не разряжаются, происходит окисление воды: 2Н₂О − 4ē = O₂ + 4Н⁺ , (φ⁰ = +1,23 В).

Процесс на аноде

А+:

2Н2О − 4ē = O2 + 4Н+

φ0 = +1,23В процесс окисления

Суммарное уравнение:

2H₂O 2H₂↑ + O₂↑

Т.е электролиз водного раствора Na₂SO₄ сводится к электролизу воды.

2. 
   Количественное описание процесса электролиза позволяет выполнить математическое выражение закона Фарадея:
   

_или

где m и V - масса или объем образовавшегося или подвергшегося превращению вещества, г, л;

М_э и V_э – это соответственно эквивалентная масса или эквивалентный объем этого вещества, г/моль, л/моль;

I – сила тока при электролизе, А;

t – время электролиза, с (ч);

F – постоянная Фарадея, 96500 Кл/моль или 26,8 А*ч.

Основными продуктами электролиза являются кислород и водород; определим объем водорода.

По уравнению реакции:

2H₂O 2H₂↑ + O₂↑

3. 
   Подставляя значения, в математическое выражение закона Фарадея, находим объем водорода:
   

_{Ответ: 96,1 мл водорода выделилось на катоде в процессе электролиза за 5 мин и 45 с.}