Какая масса воды должна разложиться при электролизе, чтобы выделилось 30 г водорода?

Чтобы понять, какая масса воды должна разложиться при электролизе, чтобы выделилось 30 г водорода, давайте разберёмся со следующим:

1. Уравнение реакции электролиза воды:
   Во время электролиза воды H₂O разлагается на водород (H₂) и кислород (O₂) по следующему уравнению: \[ 2 \text{H}_2\text{O} \rightarrow 2 \text{H}_2 + \text{O}_2 \] Это означает, что из 2 молекул воды получается 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода.

2. Выделение водорода:
   Мы хотим найти, сколько воды необходимо для выделения 30 г водорода. Сначала найдем количество молей водорода, которое соответствует 30 г:

   • Молярная масса водорода (H) составляет примерно 1 г/моль, следовательно, молярная масса водорода (H₂) — 2 г/моль. \[ n(H_2) = \frac{m}{M} = \frac{30 \, \text{г}}{2 \, \text{г/моль}} = 15 \, \text{моль H}_2 \]

3. Количество молей воды:
   Согласно уравнению реакции, из 2 молей воды (H₂O) образуется 2 моля водорода (H₂). Следовательно, для того чтобы получить 15 моль водорода, потребуется также 15 моль воды, потому что соотношение 1:1.

4. Масса воды:
   Теперь найдем массу воды, которая эквивалентна 15 молям:

   • Молярная масса воды (H₂O) составляет примерно 18 г/моль. \[ m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 15 \, \text{моль} \times 18 \, \text{г/моль} = 270 \, \text{г} \]

Таким образом, для выделения 30 г водорода необходимо разложить 270 г воды.