Друзья, сегодня я расскажу вам о своем опыте в проведении электролиза раствора H2SO4 и каким образом я получил 22.4 м^3 водорода при силе тока 10А.
Для начала, давайте рассмотрим уравнение реакции, идущей на Pt-электроде во время электролиза раствора H2SO4. Уравнение реакции можно представить следующим образом⁚
2H2O(l) -> 4H (aq) O2(g) 4e-
В данном случае, молекула воды (H2O) разлагается на ионы водорода (H ) и кислород (O2), при этом выделяются электроны (e-). На Pt-электроде ионы водорода получают электроны и превращаются в молекулы водорода (H2).
Теперь перейдем к расчету времени, необходимого для получения 22.4 м^3 водорода при силе тока 10А. Для этого воспользуемся законом Фарадея, который устанавливает пропорциональность между количеством электролизованных веществ и количеством электрического заряда, прошедшего через раствор.
Мы знаем, что 1моль вещества соответствует 1 Фарад. Молярная масса водорода (H2) составляет примерно 2 г/моль. Таким образом, для получения 1 моль водорода нам понадобится проход через раствор 2 Фарад.Теперь рассчитаем количество Фарад, необходимых для получения 22.4 м^3 водорода. Объем водорода под нормальными условиями (0°C и 101.3 кПа) составляет 22.4 литра или 0.0224 м^3. Для получения 1 моль водорода нам также понадобится 2 грамма заряда. Следовательно, для получения 22.4 м^3 водорода нам понадобится 44.8 кг заряда.Чтобы рассчитать время необходимое для получения этого количества заряда, воспользуемся формулой⁚
Q I * t
где Q ⎼ заряд, I ⎼ сила тока, t ⎼ время.Подставив в нашем случае, I 10А и Q 44.8 кг, получим⁚
44.8 кг 10А * t
Далее приведем к однородным единицам⁚
44.8 кг 10А * t * 3600с
так как 1 кг 1А*3600с
Теперь найдем время⁚
t 44.8 кг / (10А * 3600с)
t ≈ 0.124 часа
Таким образом, для получения 22.4 м^3 водорода при силе тока 10А, нужно примерно 0.124 часа или примерно 7.44 минут.Вот и всё! Я надеюсь, что этот опыт будет полезен для вас. Учтите, что результаты могут незначительно отличаться в зависимости от реальных условий проведения электролиза.