Для решения задачи используем уравнение электролиза воды, где образуются кислород и водород:
[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 ]
Из уравнения видно, что на 1 моль кислорода (O₂) образуется 2 моля воды (H₂O).
Сначала найдём, сколько молей кислорода содержится в 44,8 литра. Используем закон Бойля, что 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях (0 °C, 1 атм):
Для решения задачи используем уравнение электролиза воды, где образуются кислород и водород:
[ 2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2 ]
Из уравнения видно, что на 1 моль кислорода (O₂) образуется 2 моля воды (H₂O).
Сначала найдём, сколько молей кислорода содержится в 44,8 литра. Используем закон Бойля, что 1 моль газа занимает 22,4 литра при нормальных условиях (0 °C, 1 атм):
[
n(O_2) = \frac{44,8 \, \text{л}}{22,4 \, \text{л/моль}} = 2 \, \text{моля}
]
Согласно уравнению реакции, из 1 моля кислорода мы получаем 2 моля воды. Поэтому количество молей воды:
[
n(H_2O) = 2 \times n(O_2) = 2 \times 2 = 4 \, \text{моля}
]
Теперь найдем массу воды. Молярная масса воды (H_2O) = 18 г/моль, следовательно:
[
m(H_2O) = n(H_2O) \times M(H_2O) = 4 \, \text{моля} \times 18 \, \text{г/моль} = 72 \, \text{г}
]
Так как в воде содержится 2% примесей, следует найти массу чистой воды (без примесей):
Обозначим массу воды как (m{чистая}). Если (m{общая}) - общая масса воды (с примесями):
[
m{чистая} = (1 - 0,02) \times m{общая} \
m{чистая} = 0,98 \times m{общая}
]
Следовательно, можем выразить общую массу воды через чистую:
[
m{общая} = \frac{m{чистая}}{0,98} = \frac{72 \, \text{г}}{0,98} \approx 73,47 \, \text{г}
]
Таким образом, масса воды, затраченная в процессе электролиза, составила примерно 73,47 г.