Какой объем воды потребуется для электролиза, чтобы получить 28 литров (н.у.) водорода?

Для того чтобы понять, какой объем воды потребуется для получения 28 литров водорода при электролизе, необходимо учесть несколько факторов, включая молекулярные свойства воды и водорода, а также их соотношение при реакции электролиза.

Реакция электролиза воды выглядит следующим образом:

$2H_2O \rightarrow 2H_2 + O_2$

Это означает, что из двух молекул воды выделяются две молекулы водорода и одна молекула кислорода.

1. Объем водорода

Для того чтобы получить 28 литров водорода (при нормальных условиях, т.е. при температуре 0°C и давлении 1 атмосферы), нужно рассчитать, сколько молекул воды потребуется для этого.

Водород, согласно закону Авогадро, при нормальных условиях занимает объем, пропорциональный количеству молекул. Один моль любого газа при нормальных условиях занимает 22,4 литра. Поэтому:

$1 \, \text{моль} \, H_2 \, \text{занимает} \, 22,4 \, \text{л}$

Теперь найдем, сколько моль водорода требуется для 28 литров:

2. Связь водорода и воды

Согласно уравнению реакции электролиза, на 2 молекулы воды (2 моль H2O) образуются 2 моль водорода (H2). То есть, 1 моль водорода получается из 1 моль воды.

Следовательно, для получения 1,25 моль водорода потребуется 1,25 моль воды.

3. Масса и объем воды

Молекулярная масса воды (H2O) составляет примерно 18 г/моль. Следовательно, масса воды, необходимая для получения 1,25 моль водорода:

Плотность воды при нормальных условиях составляет 1 г/мл, то есть 1 г воды = 1 мл воды. Поэтому 22,5 г воды — это 22,5 мл воды.

4. Заключение

Для получения 28 литров водорода потребуется 22,5 мл воды.