На днях я решил провести интересный эксперимент, связанный с электролизом. Моя задача была рассчитать объем газа, выделяющегося при электролизе на аноде.
Для проведения эксперимента я использовал раствор, содержащий 1 моль CuSO4. Я поместил 100 мл этого раствора в электролизер с платиновыми электродами. Каждый электрод имел массу 2,0000 г.
Далее я провел электролиз в течение 15 минут при силе тока 100 мА. После завершения электролиза я промыл электроды над электролизером дистиллированной водой, затем их сушил и взвешивал.Оказалось, что раствор в электролизере после электролиза нужно довести до объема 200 мл дистиллированной водой.Теперь перейдем к расчету объема газа, выделяющегося при электролизе на аноде. Прежде всего, мне понадобилось определить количество перенесенного заряда, используя формулу⁚
Q I * t,
где Q ⎼ количество перенесенного заряда (Кл), I ⎼ сила тока (А), t ౼ время электролиза (сек).В нашем случае⁚
Q 0.1 А * 900 сек 90 Кл.Затем я воспользовался законом Фарадея, который гласит, что количество вещества, осажденного или выделяющегося при электролизе, пропорционально количеству перенесенного заряда. Таким образом, я выразил количество газа, выделяющегося на аноде (н.у.), используя уравнение⁚
V n * Vm,
где V ⎼ объем газа (л), n ⎼ количество вещества (моль), Vm ౼ молярный объем (24,45 л/моль при нормальных условиях).Для расчета количества вещества я использовал стехиометрию реакции электролиза. При электролизе CuSO4 на аноде образуется кислород⁚
2H2O(l) -> O2(g) 4H (aq) 4e-.Следовательно, количество вещества кислорода, выделяющегося на аноде, равно количеству перенесенного заряда, поэтому⁚
n Q / F,
где F ⎼ постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль).Подставив все значения в уравнение, я получил⁚
V (90 Кл / 96 485 Кл/моль) * 24٫45 л/моль 0٫0236 л 23٫6 мл.
Таким образом, объем газа, выделяющегося при электролизе на аноде (н.у.), составил 23٫6 мл.
Этот эксперимент позволил мне не только на практике применить знания о электролизе, но и узнать, как рассчитать объем газа, выделяющегося при этом процессе. Было очень интересно наблюдать за изменениями, происходящими на электродах, и получить конкретные числовые результаты. Теперь я точно знаю, какой объем газа может выделяться при электролизе на аноде, и могу использовать этот опыт в будущих исследованиях.