Для решения задачи начнем с определения количества вещества ( PbSO_4 ), полученного на катоде, и соответствующего количества энергии, которая выделяется при аноде.
Найдем количество вещества ( PbSO_4 ):
Молярная масса ( PbSO_4 ) (свинцовый сульфат) равна:
Определим теоретически необходимое количество вещества:
Так как выход составил 75%, то это значение соответствует 75% от теоретически возможного количества: [ n_{\text{теоретическое}} = \frac{n(PbSO_4)}{0.75} = \frac{0.584 \, \text{моль}}{0.75} \approx 0.779 \, \text{моль} ]
Находим количество выделившегося газа (в данном случае это кислород):
В реакции сульфата свинца ( PbSO_4 ) на аноде восстанавливается кислород из воды: [ 2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^- ] Здесь видно, что на каждую образованную молекулу кислорода выделяется 2 моля ( H_2O ) и 4 электрона.
С учетом того, что для 2 моль кислорода требуется 4 моль электрона (отзывы), то на каждую моль сульфата свинца выделяется 0.5 моль ( O_2 ).
Таким образом, количество выделившегося газа: [ n(O2) = 0.5 \times n{\text{теоретическое}} = 0.5 \times 0.779 \, \text{моль} \approx 0.390 \, \text{моль} ]
Переведем моли в объем газа при стандартных условиях (1 моль газа занимает 22.4 л): [ V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 0.390 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 8.75 \, \text{л} ]
Ответ: Объем газа, выделившегося на аноде, составит примерно 8.75 литров кислорода.
Для решения задачи начнем с определения количества вещества ( PbSO_4 ), полученного на катоде, и соответствующего количества энергии, которая выделяется при аноде.
Найдем количество вещества ( PbSO_4 ):
Молярная масса ( PbSO_4 ) (свинцовый сульфат) равна:
Pb = 207 г/мольS = 32 г/мольO = 16 г/моль × 4 = 64 г/мольИтого: ( 207 + 32 + 64 = 303 ) г/мольТеперь найдем количество молей ( PbSO_4 ):
[
n(PbSO_4) = \frac{m}{M} = \frac{177 \, \text{г}}{303 \, \text{г/моль}} \approx 0.584 \, \text{моль}
]
Определим теоретически необходимое количество вещества:
Так как выход составил 75%, то это значение соответствует 75% от теоретически возможного количества:
[
n_{\text{теоретическое}} = \frac{n(PbSO_4)}{0.75} = \frac{0.584 \, \text{моль}}{0.75} \approx 0.779 \, \text{моль}
]
Находим количество выделившегося газа (в данном случае это кислород):
В реакции сульфата свинца ( PbSO_4 ) на аноде восстанавливается кислород из воды:
[
2H_2O \rightarrow O_2 + 4H^+ + 4e^-
]
Здесь видно, что на каждую образованную молекулу кислорода выделяется 2 моля ( H_2O ) и 4 электрона.
С учетом того, что для 2 моль кислорода требуется 4 моль электрона (отзывы), то на каждую моль сульфата свинца выделяется 0.5 моль ( O_2 ).
Таким образом, количество выделившегося газа:
[
n(O2) = 0.5 \times n{\text{теоретическое}} = 0.5 \times 0.779 \, \text{моль} \approx 0.390 \, \text{моль}
]
Переведем моли в объем газа при стандартных условиях (1 моль газа занимает 22.4 л):
[
V(O_2) = n(O_2) \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 0.390 \, \text{моль} \times 22.4 \, \text{л/моль} \approx 8.75 \, \text{л}
]
Ответ: Объем газа, выделившегося на аноде, составит примерно 8.75 литров кислорода.