Давайте разберём эту задачу пошагово, чтобы понять, как найти давление водорода, выделившегося при электролизе.
Дано:
- Объём водорода (V = 1,Л = 1 \times 10^{-3},м^3)
- Температура (T = 457,К)
- Заряд, прошедший через раствор (Q = 3200,Кл)
- Электрохимический эквивалент водорода (E_{H_2} = 1,0 \times 10^{-8},кг/Кл)
Что нужно найти:
Шаг 1: Определить массу водорода, выделившегося за время электролиза
Масса водорода (m) связана с зарядом (Q) через электрохимический эквивалент:
[
m = E_{H_2} \times Q
]
Подставим значения:
[
m = 1,0 \times 10^{-8},\text{кг/Кл} \times 3200,Кл = 3,2 \times 10^{-5},\text{кг}
]
Шаг 2: Найти количество вещества ((n))
Молярная масса водорода (M_{H_2} = 2,г/моль = 2 \times 10^{-3},кг/моль).
Количество вещества:
[
n = \frac{m}{M_{H_2}} = \frac{3,2 \times 10^{-5},кг}{2 \times 10^{-3},кг/моль} = 0,016,моль
]
Шаг 3: Использовать уравнение идеального газа для нахождения давления
Для идеального газа при постоянной температуре и объёме давление определяется уравнением:
[
pV = nRT
]
где:
- (R = 8,31,Дж/(моль \times К)) — универсальная газовая постоянная
- (T = 457,К)
- (V = 1 \times 10^{-3},м^3)
- (n = 0,016,моль)
Подставим:
[
p = \frac{nRT}{V}
]
[
p = \frac{0,016 \times 8,31 \times 457}{1 \times 10^{-3}}
]
Вычислим числитель:
[
0,016 \times 8,31 \times 457 \approx 0,016 \times 3799,67 \approx 60,79
]
Теперь давление:
[
p = \frac{60,79}{1 \times 10^{-3}} = 60,790,\text{Па} \approx 60,79,кПа
]
Итог:
Давление выделившегося водорода составляет приблизительно 60,79 кПа.
Если нужен более точный ответ или есть дополнительные условия, можно учесть их, но для данной задачи — это корректный результат.
Если есть вопросы или нужна помощь с каким-либо шагом — обращайтесь!
