Într-o soluție diluata de H2SO4 se trece timp de o zi un curent continuu de 2 A. Sa se afle volumul de hidrogen care s-a degajat dacă temperatura în timpul electrolizei a fost de 15 grade celsius și presiunea de 738 mmHg.
Răspunsuri la întrebare
Răspuns:
Se aplică două legi ale chimiei:
- prima lege cantitativă a electrolizei, cunoscută sub numele de legea lui Faraday. În această lege este stabilită o legătură matematică între: cantitatea de substanță separată la electrod, în timpul electrolizei, timpul de electroliză, intensitatea curentului electric, ce trece prin electrolit și echivalentul electrochimic al substanței, separate.
m = k . I .t = (Eg/ F) . I.t
unde:
m= masa de substanță separată prin electroliză (g)
k= coeficientul electrochimic
Eg = echivalentul gram al substanței separate( g)
F = constanta Faraday= 96500 C = 96500 A.s
I = intensitatea curentului electric, la electroliză, (A)
t=timp (s)
-legea universală a gazelor perfecte sau ideale.
p.V = n .R.T
unde:
p= presiunea (atm)
V= volum (L) gaz
n = număr de moli de gaz (sau niu) = masa (g) / Masa moleculară (g/mol)
R = constanta universală a gazelor ideale= 0,082 L.atm/ mol. K
T = temperatura gaz, grade K
T, K = t grade C + 273 K (aprox)
Rezolvare:
Vom calcula prima dată m H2 separat la electroliză și apoi volumul ocupat de această cantitate, exprimată în moli, cu ajutorul relațiilor matematice de mai sus.
a) m H2 = ? (g) la electroliză, dacă:
a1) avem datele
-Intensitate curent electric=I =2 A
-Timp = t=1 zi⇒ transformăm în secunde (s)
-1zi = 24 h, 1 h=60 min=3600 s; deci 1 zi =24h.3600 s/h = 86400 s
-Eg la H = A H / valența H = 1 /1 =1g rotunjit
-F = 96500 C = 96500 A.s
a2) ntroducem aceste date, în relația matematică și calculăm m:
m (g) = (Eg / F) . I. t
m (g) = (1 g/ 96500 A.s) . 2 A. 86400 s=1,79067 g , aprox 1,79 g de hidrogen
b) calculăm V H₂, dacă:
b1) avem datele:
m H₂= 1,79 g
M H₂ = 2. A H = 2.1 g/mol = 2 g/mol
t= 15 grade C, T grade K = 15 +273 =288 grade K
p = 738 mm col Hg (este vid), transformăm în atm:
1 atm = 760 mm Hg ,
p in atm = 738 mm Hg : 760 atm / mmHg = 0,97 atm
b2) Introducem datele în relația matematică, de mai jos și calculăm V H₂ (L):
p.V = (m/M) . R. T
0,97 atm . V = ( 1,97 g / 2 g/mol) . 0,0082 L.atm / mol. K . 288 K
0,97.V = 0,985 . 0,0082. 288 (L)
V = 23,26 L / 0,97=23,98 L
R : 23,98 L, aprox 24 L
Verificați, calculele vă rog!
Explicație: