Сколько молекул воды должно раствориться под действием тока, чтобы при этом получилось 13.44 литра кислорода?
Чтобы определить, сколько молекул воды должно раствориться под действием тока для получения 13.44 литров кислорода, давайте сначала вспомним, что при электролизе воды выделяются кислород и водород. Реакция выглядит следующим образом:
\[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 \]
Из уравнения видно, что на каждые 2 молекулы воды выделяется 1 молекула кислорода.
Теперь, чтобы найти количество молекул воды, сначала вычислим количество молей кислорода, содержащихся в 13.44 литрах. Для этого используем закон Бойля-Менделеева и идеальный газ:
- Один моль газа при стандартных условиях (0°C и 1 атм) занимает примерно 22.4 литра.
- Найдем количество молей кислорода:
\[ n(O_2) = \frac{V}{V_m} = \frac{13.44 \, \text{л}}{22.4 \, \text{л/моль}} = 0.6 \, \text{моль} \]
Поскольку на каждый моль кислорода выделяется 2 моля воды, нам нужно:
\[ n(H_2O) = 2 \cdot n(O_2) = 2 \cdot 0.6 \, \text{моль} = 1.2 \, \text{моль} \]
- Теперь можем перевести моли воды в молекулы. Один моль вещества содержит \(6.022 \times 10^{23}\) молекул (число Авогадро).
\[ N(H_2O) = n(H_2O) \cdot N_A = 1.2 \, \text{моль} \cdot 6.022 \times 10^{23} \, \text{молекул/моль} \approx 7.22 \times 10^{23} \, \text{молекул} \]
Таким образом, для получения 13.44 литров кислорода должно раствориться примерно \(7.22 \times 10^{23}\) молекул воды.
