Pro dezinfekci plaveckých bazénů se používá chlór, který vzniká elektrolýzou mírně osolené vody v bazénu. Jaká bude hmotnost chlóru, který vznikne za sekundu tohoto procesu, jestliže elektrolýza probíhá při konstantním proudu 9,7 mA? Koncentrace soli (NaCl) v bazénu je 0,2 % (0,2 g ve 100 ml roztoku) a její změnu vyvolanou elektrolýzou zanedbejte
Pro dezinfekci plaveckých bazénů se používá chlór, který vzniká elektrolýzou mírně osolené vody v bazénu. Jaká bude hmotnost chlóru, který vznikne za sekundu tohoto procesu, jestliže elektrolýza probíhá při konstantním proudu 9,7 mA? Koncentrace soli (NaCl) v bazénu je 0,2 % (0,2 g ve 100 ml roztoku) a její změnu vyvolanou elektrolýzou zanedbejte
prosím, jak na to? :(
prosím, jak na to? :(
Odpovědi
Diskuze
Při elektrolýze jeden aniont Cl(-) uvolní jeden elektron:
Cl(-) = Cl(0) + e(-)
Tedy platí při elektrolýze úměra: co jeden elektron, to jeden atom chlóru.
Q=I*t
I=9,7 mA = 9,7e-3 A
t=1 sec
Q=9,7e-3*1 C
Náboj elektronu: e = 1,602e-19 C
N=Q/e=9,7e-3*1/1,602e-19=60549313358302122,347066167290886 elektronů
NA=6,023e23 mol-1
n=N/NA=9,7e-3*1/1,602e-19/6,023e23 molů
chlór nevzniká jako dvojatomové molekuly Cl2, ale vzniká ve "stavu zrodu" jako atomární Cl
Mr(Cl)=35,5 g/mol
n=m/Mr(Cl)
m=n*Mr(Cl)
m=9,7e-3*1/1,602e-19/6,023e23*35,5=3,568820561546945614014359851945e-6 g (gramů) =
m=3,56 µg
=========
PS: koncentrace roztoku soli pro výpočet nehraje roli
---
pro výpočet objemu plynu:
V0=22,4 dm3/mol
V=n*22,4
n(Cl) = Q/(z*F) kde z je náboj iontu a F je Faradayova konstanta 96485C/mol, což je v podstatě náboj, potřebný na vyloučení 1 molu iontu s jednotkovým nábojem. Z hlediska hmotnosti vyloučeného chloru je nepodstatné, jestli budeme uvažovat atomární nebo molekulární chlor. Látkové množství Cl2 by vyšlo díky z=2 poloviční, ale molární hmotnost, použitá k přepočtu látkového množství na hmotnost, by byla dvojnásobná. Pokud by zadání požadovalo objem plynu, což není náš případ, museli bychom počítat n(Cl2), protože rekombinace je prakticky okamžitá. Takže:
n(Cl) = 9,7*10^-3/(1*96485) = 1,005*10^-7 mol
m(Cl) = n*M = 1,005*10^-7*35,5 = 3,569*10^-6g/sec = 3,569 µg/sec.
OK?