rukav22.ru
Водород — самый легкий химический элемент, обладающий массой атома 1 г/моль. Известно, что при электролизе воды происходит ее разложение на водород и кислород. Этот процесс основан на прохождении электрического тока через воду. Исходя из задачи, нам дана масса воды, подвергающейся электролизу, равная 72 г. На основе этих данных мы можем рассчитать, сколько литров водорода выделится при этом процессе.
Для решения задачи воспользуемся законом Фарадея, который устанавливает пропорциональную зависимость между количеством вещества, которое образуется или исчезает на электродах, и количеством электричества, прошедшего через электролит. Согласно этому закону, во время электролиза количество вещества, выделившегося на катоде или исчезнувшего на аноде, пропорционально затраченному заряду.
Используя числовое значения заряда элементарного заряда, равное 1,602 × 10^-19 Кл, мы можем использовать эти данные для расчета. Во-первых, нам необходимо выразить количество вещества воды в молях, используя ее молярную массу. Затем мы можем рассчитать количество электричества, прошедшего через электролит, зная, что для образования одного моля водорода необходимо 2*10^5 Кл электричества.
Таким образом, проведя несложные математические вычисления, мы можем определить, сколько литров водорода выделится при разложении электрическим током воды массой 72 г. Расчеты позволяют получить точный результат и ответ на поставленный вопрос.
Сколько литров водорода выделится
Для расчета количества выделившегося водорода необходимо учесть следующие факторы:
- Молярная масса воды (H2O) равна 18 г/моль;
- Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль;
- Масса воды, подвергаемой электролизу, составляет 72 г;
- Масса водорода, выделившегося при электролизе, равна массе воды, подвергаемой электролизу, деленной на молярную массу воды, умноженную на 2.
Используя эти данные, можно рассчитать количество выделенного водорода следующим образом:
Количество молей воды = масса воды (в г) / молярная масса воды (в г/моль)
Количество молей водорода = 2 * количество молей воды
Объем водорода (в литрах) = количество молей водорода * 22.4
Подставляя значения в формулу, получаем:
Количество молей воды = 72 г / 18 г/моль = 4 моль
Количество молей водорода = 2 * 4 моль = 8 моль
Объем водорода = 8 моль * 22.4 литра/моль = 179.2 литра
Таким образом, при разложении электрическим током воды массой 72 г выделится 179.2 литра водорода.
При разложении электрическим током воды массой 72 г
Молекулярная масса воды (H2O) составляет около 18 г/моль, где масса водорода (H) равняется примерно 1 г/моль. Таким образом, масса водорода, выделенного при разложении 72 г воды, составляет примерно 4 моль.
Согласно стехиометрическому соотношению электролиза воды, два молекулы воды дают одну молекулу кислорода (O2) и две молекулы водорода (2H2). Следовательно, при водородном разложении 72 г воды должно выделиться примерно 8 моль водорода.
Молярный объем газа при нормальных условиях составляет 22,4 л/моль. Поэтому, при разложении электрическим током воды массой 72 г, ожидается выделение примерно 179,2 литра водорода.
Расчеты
Для расчета количества выделившегося водорода при разложении воды электрическим током воспользуемся уравнением электролиза:
- 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
Согласно данной реакции, вода разлагается на молекулы водорода и кислорода. Видно, что для образования одной молекулы водорода необходимо две молекулы воды, а для двух молекул водорода – четыре молекулы воды.
Молярная масса молекулы воды (H2O) равна 18 г/моль.
Масса воды, заданная в условии, равна 72 г.
Таким образом, молярная масса воды (n(H2O)) составляет:
- n(H2O) = m/M(H2O) = 72 г / 18 г/моль = 4 моль H2O
Учитывая то, что для образования двух молекул водорода требуется четыре молекулы воды, получаем:
- n(H2) = 2 * n(H2O) = 2 * 4 моль = 8 моль H2
Учитывая газовый закон Авогадро, согласно которому 1 моль любого газа содержит 22,4 литра, получаем:
- V(H2) = n(H2) * V(H2 одной моли) = 8 моль * 22,4 л/моль = 179,2 литра водорода
Таким образом, при разложении электрическим током воды массой 72 г выделится 179,2 литра водорода.
Ответ
Для того чтобы рассчитать количество выделившегося водорода при разложении электрическим током воды, нужно воспользоваться уравнением реакции:
2H₂O → 2H₂ + O₂
Молярная масса молекулы воды (H₂O) составляет 18 г/моль. Так как масса воды равна 72 г, то количество воды в молях можно найти, разделив массу на молярную массу:
количество молей H₂O = 72 г / 18 г/моль = 4 моль
Так как каждая молекула воды дает 2 молекулы водорода (H₂), то общее количество молекул водорода можно найти, умножив количество молей воды на 2:
количество молекул H₂ = 4 моль * 2 = 8 моль
Водород имеет молярную массу 2 г/моль, поэтому общая масса выделившегося водорода будет равна:
общая масса H₂ = количество молей H₂ * молярная масса H₂ = 8 моль * 2 г/моль = 16 г
Таким образом, при разложении электрическим током воды массой 72 г выделится 16 г водорода.