При электролизе расплава 9 кг технического гидрида натрия на аноде было собрано 3,36 м в кубе газа(нормальные условия). определите массу продукта выделившегося на катоде, а также массовую долю чистого вещ-ва в исходном сырье

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для определения массы продукта выделившегося на катоде, нам необходимо воспользоваться законом Фарадея, который гласит, что количество продукта, образующегося на электроде, пропорционально количеству прошедших через электрод кулонов заряда.

Сначала найдем количество заряда, протекшего через электролизатор. Масса гидрида натрия равна 9 кг, что соответствует ~352 моль. Молярная масса натрия составляет 22,99 г/моль, значит в 9 кг содержится 391,7 моль NaH. По уравнению электролиза:
2NaH -> 2Na + H2

Одна моль NaH дает 1 моль водорода. Следовательно, образуется такое же количество молей водорода, как и натрия - 391,7 моль H2. Это соответствует 10 граммам водорода.

Теперь найдем количество кулонов, протекшее через электролизатор. 1 Фарад соответствует току в 1 КА в 1 секунду:

Q = I t
Q = 1 3600 = 3600 Кл

Теперь используем значение контактного потенциала для водорода (-0,83 В) и умножим его на число кулонов:

W = -n F E0
W = -2 96485 0,83 = 161,286 Дж

Поскольку 1 кг массы содержит 3,6 МДж энергии, выделившаяся масса равна:

m = 161,286 / 3,6 = 44,8 кг

Таким образом масса продукта выделившегося на катоде составляет 44,8 кг.

Для определения массовой доли чистого вещества в исходном сырье, используем пропорцию:

Массовая доля Na в NaH: 23 / (23 + 1) = 0,958
Массовая доля H в NaH: 1 / (23 + 1) = 0,042

Так как водород отделяется на катоде, то его массовая доля в продукте равна 1. Массовая доля натрия в продукте будет равна 0. Массовая доля чистого вещества в исходном сырье будет равна:

0,958 * 9 / 44,8 = 0,194

Таким образом, массовая доля чистого вещества в исходном сырье составляет примерно 19,4%.