В процесі електролізу води вірулентний газ водень, що позначається Н2, утворюється при розкладанні 1 моль молекули води електричним струмом. Однак, перед тим як відповісти на це питання, давайте розберемося, що таке моль і як відбувається процес електролізу.
Моль-це одиниця виміру кількості речовини, що дорівнює кількості атомів вуглецю, що містяться в 0,012 кілограма відповідного ізотопу. Електроліз-це процес хімічного розкладання сполуки під дією електричного струму. У разі електролізу води, її молекули розкладаються на атоми водню і кисню, які потім утворюють гази.
Таким чином, при розкладанні 1 моль води електричним струмом, вийде 1 моль молекул Гримучого газу Н2. Однак, щоб дізнатися скільки літрів цього газу, необхідно використовувати закон Авогадро і врахувати стандартні умови реакції. При стандартних умовах, 1 моль будь-якого газу займає приблизно 22,4 літра. Таким чином, 1 моль газу Н2 буде займати близько 22,4 літра.
Розкладання води електричним струмом: скільки літрів газу Н2 утворюється
У хімічній реакції розкладання 1 моль води складається наступне рівняння:
- 2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)
З рівняння видно, що при розкладанні 1 моль води утворюється 2 моля водневого газу (Н2). Для розрахунку кількості газу в літрах необхідно знати його стандартний обсяг (22,4 літра / моль) і використовувати пропорцію:
- 1 моль = 22,4 літра
- 2 моля = x літрів (шукана кількість газу)
Таким чином, при розкладанні 1 моль води електричним струмом утворюється 44,8 літра Гримучого газу Н2.
Процес розкладання води
В результаті електролізу 1 моль води, із застосуванням електричного струму, виходить еквівалентна кількість газоподібного водню і кисню. Так як вода H2o складається з двох атомів водню (Н) і одного атома кисню (О), при розкладанні води 1 моль води перетворюється в 1 моль газоподібного водню (2 моль атомів водню) і 0,5 моль газоподібного кисню (1 моль атомів кисню).
Отже, при розкладанні 1 моль води електричним струмом, вийде 22,4 літра (2 моль) газоподібного водню і 11,2 літра (0,5 моль) газоподібного кисню.
Відношення газоподібного Н2 до води
Закон Авогадро встановлює, що моль будь-якого газу при нормальних умовах становить 22,4 літра. Таким чином, при розкладанні 1 моль води електричним струмом, виходить 1 моль газоподібного водню (H2), що еквівалентно 22,4 літрам Гримучого газу.
Відношення газоподібного Н2 до води можна представити наступним чином:
- 1 моль води -- > 1 моль газоподібного H2 -- > 22,4 літра Гримучого газу
Таким чином, при розкладанні 1 моль води електричним струмом виходить 22,4 літра газоподібного водню (Гримучого газу).
Кількість літрів газу Н2 при розкладанні 1 моль води
1 моль газу при стандартних умовах займає приблизно 22,4 літра. Отже, 2 молі газу Н2, отриманого при розкладанні 1 моль води, займатимуть приблизно 44,8 літра.
Таким чином, при розкладанні 1 моль води електричним струмом виходить близько 44,8 літра газу Н2 при стандартних умовах.
Роль електричного струму
Водний розчин-це система, в якій молекули води розділяються на позитивно заряджені іони водню (Н+) та негативно заряджені іони гідроксиду (он -). Під дією електричного поля іони переміщуються до електродів. На аноді відбувається окислення, а на катоді - відновлення.
При електролізі води в результаті окислення на аноді утворюються іони кисню, які можуть з'єднуватися в пари і залишати реакційне середовище. На катоді відбувається відновлення водневих іонів, що призводить до утворення Гримучого газу Н2.
Таким чином, електричний струм є необхідною умовою для проведення електролізу і розкладання 1 моля води на гримучий газ Н2 і кисень.