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:
- Давление водорода \(p\)
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!