Определи давление, под которым находился выделившийся водород в процессе электролиза, при его объёме, равным 1 л и абсолютной температуре 457 К. в процессе электролиза за 1 минуту…

Давайте подробно разберём задачу, чтобы определить давление водорода, выделившегося при электролизе, исходя из заданных данных.

Дано:

• Объем водорода, \( V = 1 \text{ л} = 0{,}001 \text{ м}^3 \)
• Температура, \( T = 457 \text{К} \)
• Прошедший заряд, \( Q = 3200 \text{ Кл} \)
• Электрохимический эквивалент водорода, \( e_{H_2} = 1 \times 10^{-8} \text{ кг/Кл} \)
• Время электролиза — 1 минута (не обязательно для вычислений давления, т.к. оно не влияет напрямую на уравнение, если уже известен заряд).

Шаг 1: Определим массу водорода, выделившуюся за время электролиза.

Масса водорода:

\[ m_{H_2} = Q \times e_{H_2} = 3200 \times 10^{-8} \text{ кг} = 3.2 \times 10^{-5} \text{ кг} \]

Шаг 2: Определим количество вещества водорода (молярное количество).

Молярная масса водорода \( M_{H_2} \) равна:

\[ M_{H_2} = 2 \text{ г/моль} = 0.002 \text{ кг/моль} \]

Количество молей водорода:

\[ n_{H_2} = \frac{m_{H_2}}{M_{H_2}} = \frac{3.2 \times 10^{-5}}{0.002} = 0.016 \text{ моль} \]

Шаг 3: Используем уравнение состояния идеального газа для определения давления.

Уравнение состояния:

\[ PV = nRT \]

где:

• \( P \) — давление (КПа),
• \( V = 0.001 \text{ м}^3 \),
• \( n = 0.016 \text{ моль} \),
• \( R = 8.314 \text{ Дж/(моль·К)} \),
• \( T = 457 \text{ К} \).

Рассчитаем \( P \):

\[ P = \frac{nRT}{V} \]

Подставляем известные значения:

\[ P = \frac{0.016 \times 8.314 \times 457}{0.001} \]

Вычислим числитель:

\[ 0.016 \times 8.314 \times 457 \approx 0.016 \times 3799.498 \approx 60.792 \]

Теперь поделим:

\[ P = \frac{60.792}{0.001} = 60792 \text{ Па} \approx 60.8 \text{ кПа} \]

Ответ:

Давление водорода, выделившегося в процессе электролиза при объёме 1 л и температуре 457 К, составляет примерно 61 kPa.