Какое количество натрия в процессе электролиза выделится в расплаве хлорида натрия за 1 1 день при силе тока, равной 4 , 4 4,4 А?
Давайте решим задачу по шагам.
Дано:
- Время электролиза: 1 день (24 часа)
- Сила тока: 4,4 А
- Расплав хлорида натрия (NaCl)
Что нужно найти: Количество натрия, которое выделится за это время.
Шаг 1. Определение общей зарядки, переданной за время электролиза.
Заряд (Q) рассчитывается по формуле: \[ Q = I \times t \] где:
- \( I \) — сила тока (в амперах),
- \( t \) — время in секундах.
Переведём время из дней в секунды: \[ 24 \text{ часа} = 24 \times 3600 = 86400 \text{ секунд} \]
Подставляем: \[ Q = 4,4 \text{ А} \times 86400 \text{ с} = 380160 \text{ Кл} \]
Шаг 2. Определение, сколько количества вещества выделится.
На электролизе NaCl разлагается на Na и Cl₂.
Общий процесс:
\[
\text{NaCl} \rightarrow \text{Na} + \text{Cl}_2
\]
При электролизе ион Na⁺ получает один электрон и выделяется как металлический натрий, а Cl⁻ — как газ Cl₂.
Для выделения 1 моль Na требуется 1 моль электронов (так как Na — одновалентный ион).
Шаг 3. Расчёт количества выделенного натрия на основе заряда.
Молярное количество выделенного натрия определяется через количество переданных электронов.
Кол-во электронов (n_e): \[ n_e = \frac{Q}{F} \] где:
- \( F \) — постоянная Фарадея = 96485 Кл/моль.
Подставим: \[ n_e = \frac{380160}{96485} \approx 3,94 \text{ моль электронов} \]
Так как для выделения 1 моль Na требуется 1 моль электронов, то:
Молярное количество натрия: \[ \text{Na} = n_e \approx 3,94 \text{ моль} \]
Шаг 4. Рассчёт массы натрия.
Молярная масса натрия:
\[
M_{\text{Na}} \approx 23 \text{ г/моль}
\]
Масса выделенного натрия: \[ m = \text{Na} \times M_{\text{Na}} \approx 3,94 \times 23 \approx 90,62 \text{ г} \]
Итог:
В процессе электролиза за 1 день при силе тока 4,4 А выделится около 90,6 грамм натрия.
Если понадобится более разъяснение или дополнительные расчёты — спрашивайте!
