Question

Oblicz objetosć gazów wydzielanych za elektrodach w procesie elektrolizy 300g 20-procentowego roztworuNaOH, wiedząc, że jego stężenie końcowe wynosi 40%.

Zrobiłam tyle nie weim jak dalej(dane i procesy na anodzie i katodzie...):

Vwodoru=?

V tlenu=?

mr1=300g

Cp1=20%

Cp2=40%

^to znaczy ładunek dodatni; * ładunek ujemny ;)

NaOH--->Na^+OH*

Anoda(+)4OH* -4e-->2H2O +O2

Katoda(-)2H2O+2e-->2OH*+H2

DAJE NAJ :)

Answer 1

Jak widzimy w wyniku przebiegu elektrolizy dochodzi do zwiększenia stężenia procentowego naszej zasady.
Oznacza to, że część wody obecnej w roztworze ubywa, tzn. ulega wydzieleniu do atmosfery w postaci gazów.
______
Obliczamy, jaka ilość H₂O opuszcza układ w czasie trwania r-cji :
Cp₁ = 20%
mr₁ = ms + mw = 300g ---> mw = mr - ms
Cp = (ms*100%)/mr ---> ms = (Cp*mr)/100%
ms = (20*300)/100 = 60g
mw₁ = 300g - 60g = 240g (stan pierwotny, początkowy)
...po czasie t....
Cp₂ = 40%
ms = 60g (nie ubywa bowiem czystego NaOH a jedynie woda z r-ru)
Cp = (ms*100%)/mr ---> mr = (ms*100%)/Cp
mr₂ = (60*100)/40 = 150g
mw₂ = 150g - 60g = 90g

WNIOSEK : w wyniku hydrolizy ubędzie 240-90 = 150g H₂O
______
Jak wygląda sytuacja w elektrolizerze....cóż :
NaOH ---> Na¹⁺ + OH¹⁻
A(+) : 2OH¹⁻ ---> 2e + H₂O + ½O₂ ***
K(-) : 2H₂O + 2e --> 2OH¹⁻ + H₂

Sumarycznie możemy więc zapisać r-cje jako :
H₂O ---> H₂ + ½O₂

*** apeluję aby nie pisać czegoś takiego jak MINUS DWA ELEKTRONY (w zapisie r-cji anodowej) . w chemii, w r-cjach używamy tylko i wyłącznie znaku sumowania ... elektrony są PRODUKTEM r-cji anodowej, piszmy je więc po stronie produktów ! :)
______
Rozumiem, że proces zachodzi w warunkach normalnych, w których 1 mol gazowego reagentu odpowiada objętości ~ 22,4dm³.

Na podstawie obliczonej masy wody oraz r-nia r-cji możemy napisać, że :
18g H₂O - 33,6dm³ gazów
150g H₂O - X dm³ gazów

x =  280dm³ gazów