Wie viele Liter Wasserstoff werden freigesetzt, wenn Wasser mit einem Gewicht von 72 g durch einen elektrischen Strom zersetzt wird

Sie können die Menge an freigesetztem Wasserstoff bei der Elektrolyse von Wasser herausfinden, indem Sie die Masse des Wassers und seiner Bestandteile kennen. Wasser besteht aus Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂). Bei der Elektrolyse von Wasser durch elektrischen Strom wird das Wassermolekül im Verhältnis 2: 1 in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Mit anderen Worten, für jedes 2 Wasserstoffmolekül wird 1 Sauerstoffmolekül freigesetzt.

Die Molmasse von Wasser beträgt 18 g / Mol und die Molmasse von Wasserstoff beträgt 2 g / mol. Anhand dieser Daten können Sie berechnen, wie viel Mol Wasser in einer bestimmten Masse enthalten ist und wie viel Mol Wasserstoff bei der Elektrolyse freigesetzt wird.

Also haben wir 72 g Wasser. Wir berechnen die Anzahl der Mol: 72 g / 18 g / mol = 4 Mol. Bei der Elektrolyse ergibt jedes Wassermolekül 2 Wasserstoffmoleküle. Daher beträgt die Gesamtzahl der Wasserstoffmoleküle 4 Mol * 2 = 8 Mol.

Um Motten in Liter zu übersetzen, müssen Sie die Bedingungen der Aufgabe kennen. Üblicherweise wird das Gay-Lussac-Gesetz für Gase verwendet, das besagt, dass das Gasvolumen proportional zur Menge der Gassubstanz unter den Bedingungen des Problems ist. Um die Anzahl der Liter genau zu berechnen, müssen Sie jedoch zusätzliche Daten wie Druck und Temperatur kennen.

Es ist jedoch möglich, die Anzahl der Liter Wasserstoff basierend auf den Standardbedingungen (0 Grad Celsius und 1 Atmosphäre) annähernd zu berechnen. Unter diesen Bedingungen entspricht 1 Mol jedes Gases ungefähr 22,4 Litern. Daher entsprechen 8 mol Wasserstoff etwa 8 mol * 22,4 l / mol = 179,2 Liter Wasserstoff.

Wie viele Liter Wasserstoff werden freigesetzt

Wenn Wasser mit einem Gewicht von 72 g durch einen elektrischen Strom zersetzt wird, wird eine bestimmte Menge Wasserstoff freigesetzt. Um diese Menge zu berechnen, müssen Sie die Anzahl der Wassermol und den Koeffizienten der elektrolytischen Dissoziation von Wasser kennen.

Die Molmasse von Wasser (H₂O) beträgt etwa 18 g/mol. Es ist bekannt, dass die Masse des Wassers 72 ist, indem wir die Masse durch die Molmasse teilen, erhalten wir die Anzahl der Motten Wasser:

Anzahl der Wassermole = 72 g / 18 g/mol = 4 mol

Der Koeffizient der elektrolytischen Dissoziation von Wasser ist 2 (H₂O → 2h₂ + O₂), was bedeutet, dass jedes Wassermolekül in zwei Wasserstoffmoleküle und ein Sauerstoffmolekül dissoziiert.

Somit werden 8 mol Wasserstoff (4 mol × 2 mol / Mol) aus 4 mol Wasser freigesetzt.

Um Motten in Liter zu übersetzen, müssen Sie das Volumen des Wasserstoffmoleküls unter normalen Bedingungen kennen (Temperatur 0 ° C und Druck 1 atm). Das Volumen eines einzelnen Wasserstoffmoleküls beträgt unter diesen Bedingungen 22,4 Liter.

Somit beträgt die Menge an Litern Wasserstoff, der bei der Zersetzung durch einen elektrischen Wasserschlag mit einem Gewicht von 72 g freigesetzt wird, 8 mol × 22,4 l / mol = 179,2 Liter.

Zersetzung durch elektrischen Wasserschlag mit einem Gewicht von 72 g

Wenn Wasser durch einen elektrischen Strom von 72 g zersetzt wird, bilden sich Wasserstoff und Sauerstoff im Verhältnis 2: 1. Somit wird die Wasserstoffmasse doppelt so groß sein wie die Wassermasse, dh 36 g.

Um die Menge an freigesetztem Wasserstoff zu berechnen, verwenden wir das Faraday-Gesetz, nach dem 1 Mol einer elektrolysierten Substanz freigesetzt wird, wenn 96500 Cl Elektrizität übergeben wird. Die Molmasse des Wasserstoffs beträgt 2 g / mol.

Um also die Menge an freigesetztem Wasserstoff in Litern zu finden, ist es notwendig:

1. Übersetzen Sie die Gramm in einen Mol, indem Sie sie durch die Molmasse des Wassers teilen: 72 g / 18 g / mol = 4 mol

2. Multiplizieren Sie die Anzahl der Mol mit der Menge an Anhänger, die für die Bildung von 1 Mol Wasserstoff benötigt wird: 4 Mol * 96500 Kl / mol = 386000 Kl

3. Übersetzen Sie die Anhänger in Liter, wenn Sie wissen, dass 1 Kl = 1 L / Mol: 386000 Kl * 1 l/ mol = 386000 L

Somit werden bei der Zersetzung durch einen elektrischen Strom von Wasser mit einem Gewicht von 72 g etwa 386.000 Liter Wasserstoff freigesetzt.

Die Masse des Wassers

Sie können die Dichte des Wassers mithilfe von Informationen zur Berechnung der Wassermasse berechnen. Die Dichte des Wassers hängt von seiner Temperatur ab und kann von etwa 0,958 g / cm3 bei 0 ° C bis 0,998 g / cm3 bei 25 ° C reichen. In den meisten Fällen wird jedoch eine Wasserdichte bei Raumtemperatur von etwa 1 g / cm3 verwendet, um die Berechnungen zu vereinfachen.

Daher genügt es, das Volumen des Wassers zu kennen, um die Masse des Wassers zu bestimmen. Da die Wasserdichte ungefähr 1 g / cm3 beträgt, kann die Wassermasse mit der folgenden Formel ausgedrückt werden:

Masse = Volumen × Dichte

Zum Beispiel, wenn das Wasservolumen 1 Liter beträgt, wird die Wassermasse ungefähr 1 Kilogramm betragen.

Verbunden mit der Wasserstoffmasse

Die Masse des freigesetzten Wasserstoffs, wenn Wasser durch elektrischen Strom zersetzt wird, ist direkt proportional zur Masse des zersetzbaren Wassers. Es besteht eine besondere Beziehung zwischen der Wassermasse und der Wasserstoffmasse, die durch diesen Prozess entsteht.

Die Zersetzungsreaktion von Wasser auf Wasserstoff und Sauerstoff ist eine Elektrolyse. In diesem Fall werden die Wassermoleküle unter dem Einfluss des elektrischen Stroms in Wasserstoffatome (H2) und Sauerstoff (O2) gespalten.

Die Molmasse von Wasser beträgt 18 g / Mol, und die Molvolumenmasse des idealen Gases entspricht seiner Molmasse. Daher ist bekannt, dass die Molmasse von Wasserstoff 2 g / mol beträgt. Basierend auf diesen Daten können Sie die Anzahl der Wasserstoffmoleküle berechnen, die bei der Zersetzung von Wasser mit einer bekannten Masse gebildet werden.

Dazu ist es notwendig, die Wasserstoffmasse durch ihre Molmasse (2 g / mol) zu teilen. Wenn also die Wassermasse 72 g beträgt, entspricht die Menge an Wasserstoffmolekülen der Hälfte dieser Masse, die 36 Mol beträgt.

Um die Menge an freigesetztem Wasserstoff in Litern weiter zu berechnen, müssen Sie wissen, dass 1 Mol Gas unter normalen Bedingungen etwa 22,4 Liter Volumen benötigt. So würden 36 Mol Wasserstoff etwa 806,4 Liter Volumen aufnehmen.

Somit wird bei der Zersetzung von Wasser mit einem Gewicht von 72 g durch elektrischen Strom etwa 806,4 Liter Wasserstoff freigesetzt.

Reaktionsgleichung

Wenn Wasser mit einem Gewicht von 72 g durch einen elektrischen Strom zersetzt wird, werden Wasserstoff und Sauerstoff erhalten. Die Reaktion ist wie folgt:

Somit wird bei dieser Reaktion 2 Mol Wasserstoff (H) freigesetzt₂) und 1 Mol Sauerstoff (O₂). Die Molmasse des Wasserstoffs beträgt etwa 2 g / mol. Wenn also die Wassermasse 72 g beträgt, wird sie freigesetzt:

72 g / 18 g/mol = 4 mol wasser

4 mol Wasser * 2 mol Wasserstoff / 2 mol Wasser = 4 Mol Wasserstoff

4 mol wasserstoff * 2 g/mol = 8 g Wasserstoff

Somit wird 8 g Wasserstoff freigesetzt, wenn Wasser durch einen elektrischen Schlag mit einer Masse von 72 g zersetzt wird.

Beschreibung der Wasserzersetzung

Durch die Zersetzung von Wasser mit einem Gewicht von 72 g unter Verwendung eines elektrischen Stroms wird eine bestimmte Menge Wasserstoff freigesetzt. Um die Menge an freigesetztem Wasserstoff zu berechnen, müssen Sie die Molmasse von Wasser (H2O) kennen und mit der Anzahl der Wasserstoffäquivalente im Wassermolekül multiplizieren.

Die Molmasse von Wasser beträgt 18 g / Mol (H2O). Das Wassermolekül enthält zwei Wasserstoffatome, so dass jeder Mol des Wassers zwei Wasserstoffäquivalente enthält. Dies bedeutet, dass für jeden Mol Wasser zwei Äquivalente Wasserstoff enthalten sind.

Für weitere Berechnungen ist es notwendig, die Masse des Wasserstoffs zu bestimmen, der bei der Zersetzung von Wasser mit einer Masse von 72 g freigesetzt wurde. Dazu wird die folgende Formel verwendet:

Somit wird bei der Zersetzung von Wasser mit einer Masse von 72 g unter Verwendung eines elektrischen Stroms ungefähr 8 g Wasserstoff freigesetzt.