Se supun electrolizei 50 L de soluţie de clorură de sodiu, de concentraţie 0,2 M. Calculaţi volumul de hidrogen obţinut, exprimat în litri,măsurat în condiţii normale de temperatură și de presiune, dacărandamentul electrolizei este de 80%
Răspunsuri la întrebare
Răspuns: Propunerea mea, este:
Se calculează prima dată volumul de H₂ care trebuia să se obțină prin electroliza unei cantități de NaCl dizolvată în 50 L soluție,de concentrație molară 0,2 M în NaCl, cu ajutorul unui calcul stoechiometric, pe ecuația chimică totală de la electroliza acestei soluții apoase de NaCl. Volumul calculat de H₂, reprezintă volumul teoretic de H₂, Vt, când nu sunt pierderi și randamentul este 100%. Apoi cu ajutorul randamentului de la electroliză, de 80 %, se calculează volumul practic de H₂ obținut. Volumul este măsurat în condiții normale de temperatură și presiune.
Ordinea Calculelor:
1) Fiindcă în calculul stoechiometric, intră numai substanțele pure, nu soluții, trebuie să calculăm număr de moli de NaCl dizolvați în 50 L (Vs)de concentrație molară 0,2 M (CM), cu relația matematică pentru CM:
C M = n d /Vs; nd = CM .Vs
unde:
nd= număr moli de NaCl dizolvați=?
CM =0,2 mol/L; Vs=50 L
⇒nd NaCl = 0,2 mol/L . 50 L=10 moli NaCl
2) Calculăm Volum de H₂, care este volumul teoretic =Vt, cu ajutorul calcului stoechiometric, la ecuația chimică totală de la electroliza soluției de NaCl:
mase/Volum....10moliNaCl.......Vt (L)
2H₂O + 2 NaCl aq = H₂ gaz + 2NaOH aq + Cl₂ gaz
n moli/ Volum molar
.2moli NaCl......1mol H₂ sau 22,4L (fiindcă avem c.n.)
Vt H₂= 10 moli NaCl. 22,4 L H₂/ 2 moli NaCl=112 L H₂
3) Calculăm volumul practic obținut de H₂, cu randament de 80 % =Vp=?
din relația pentru randament, η:
η = Vp.100/Vt; Vp = η.Vt/100
Rezultă:
Vp = 80 %.112 L/100%=89,6 L
Înțelegem, că diferența: 112-89,6 =22,4 L sunt pierderi tehnologice în H2
R: 89,6 L de H2, practic obținut.
Explicație: