После электролиза 200 мл 40 %-го раствора HCl (плотность 1.20 г/мл) в течение 40 ч концентрация кислоты стала 12 н. Найти величину тока, прошедшего через электролит. Написать электродные процессы, идущие при электролизе этого раствора. Электродные платиновые.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Сначала определим количество вещества HCl в исходном растворе:

n1 = V C = 0.2 л 0.4 моль/л = 0.08 моль

Молярная масса HCl: M(HCl) = 1 г/моль + 35.5 г/моль = 36.5 г/моль

Масса HCl в исходном растворе: m1 = n1 M(HCl) = 0.08 моль 36.5 г/моль = 2.92 г

С учетом плотности и объема раствора, найдем массу соли, образовавшейся на аноде при электролизе:

m(H2O) = V d = 0.2 л 1.2 г/мл = 0.24 г

m(HCl) = m1 - m(H2O) = 2.92 г - 0.24 г = 2.68 г

Эта масса HCl, образовавшегося на аноде, соответствует следующему количеству вещества:

n2 = m(HCl) / M(HCl) = 2.68 г / 36.5 г/моль = 0.0734 моль

Таким образом, концентрация HCl в итоге:

C = n2 / (V - V(H2O)) = 0.0734 моль / (0.2 л - 0.2 л) = 0.0734 моль / 0.2 л = 0.367 моль/л = 36.7 н

Теперь найдем количество HCl, которое вышло из раствора:

n_lost = n1 - n2 = 0.08 моль - 0.0734 моль = 0.0066 моль

Тогда количество HCl, протекшее через электролит за время т, можно найти как разность между начальным и конечным количеством вещества:

n_lost = It / F

где I - ток, прошедший через электролит, t - время, проведенное электролизируя раствор, F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)

I = n_lost F / t = 0.0066 моль 96485 Кл/моль / 40 ч * 3600 с/ч = 39.3 А

Таким образом, значение тока, прошедшего через электролит, составляет 39.3 А.

Электродные процессы, идущие при электролизе раствора HCl:

На аноде: 2Cl- -> Cl2 + 2e-

На катоде: 2H+ + 2e- -> H2