Вопрос задан 18.10.2026 в 18:47. Предмет Химия. Спрашивает Черныш Елизавета.

Через водный раствор гидроксида натрия (NaOH) пропускали в течение 160,8 минут постоянный электрический ток силой 10 А. Электроды инертные. Определите, какие вещества и в каком количестве образовались на электродах.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Шевченко Алексей.

При электролизе водного раствора гидроксида натрия (NaOH) с инертными электродами на катоде выделяется водород (H₂), а на аноде — кислород (O₂).

Решим задачу поэтапно.

Дано:

  • Сила тока: I=10I = 10 А

  • Время электролиза: t=160,8t = 160{,}8 мин

  • Электроды инертные

  • Электролит — водный раствор NaOH

Найти: вещества, образовавшиеся на электродах, и их количество.

1. Определяем процессы на электродах

Гидроксид натрия в водном растворе полностью диссоциирует на ионы:

NaOH→Na++OH−NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-

На катоде (отрицательном электроде) происходит восстановление воды с выделением водорода:

2H2O+2e−→H2↑+2OH−2H_2O+2e^-\rightarrow H_2\uparrow+2OH^-

Ионы натрия не восстанавливаются, поскольку в водном растворе вместо них восстанавливается вода.

На аноде (положительном электроде) происходит окисление гидроксид-ионов с выделением кислорода:

4OH−−4e−→O2↑+2H2O4OH^--4e^-\rightarrow O_2\uparrow+2H_2O

Суммарное уравнение электролиза:

2H2O→электролиз2H2↑+O2↑\boxed{2H_2O\xrightarrow{\text{электролиз}}2H_2\uparrow+O_2\uparrow}

Таким образом, NaOH служит электролитом, обеспечивающим проводимость раствора, и суммарно не расходуется.

2. Вычисляем электрический заряд

Переведём время в секунды:

t=160,8⋅60=9648 сt=160{,}8\cdot60=9648\text{ с}

Заряд, прошедший через раствор:

Q=I⋅tQ=I\cdot t
Q=10⋅9648=96480 КлQ=10\cdot9648=96480\text{ Кл}

3. Определяем количество электронов

Используем закон Фарадея:

n(e−)=QFn(e^-)=\frac{Q}{F}

где F=96485F=96485 Кл/моль — постоянная Фарадея.

n(e−)=9648096485≈1 мольn(e^-)=\frac{96480}{96485}\approx1\text{ моль}

Следовательно, через электролит прошёл заряд, соответствующий приблизительно 1 молю электронов.

4. Определяем количество водорода на катоде

Уравнение катодного процесса:

2H2O+2e−→H2+2OH−2H_2O+2e^-\rightarrow H_2+2OH^-

Из уравнения следует, что для образования 1 моль водорода необходимо 2 моль электронов.

Поэтому:

n(H2)=n(e−)2n(H_2)=\frac{n(e^-)}{2}
n(H2)=0,5 моль\boxed{n(H_2)=0{,}5\text{ моль}}

Масса выделившегося водорода:

m(H2)=n⋅M=0,5⋅2=1 гm(H_2)=n\cdot M=0{,}5\cdot2=1\text{ г}

При нормальных условиях объём водорода:

V(H2)=0,5⋅22,4=11,2 лV(H_2)=0{,}5\cdot22{,}4=11{,}2\text{ л}

5. Определяем количество кислорода на аноде

Уравнение анодного процесса:

4OH−−4e−→O2+2H2O4OH^--4e^-\rightarrow O_2+2H_2O

Из уравнения видно, что для образования 1 моль кислорода необходимо отдать 4 моль электронов.

Следовательно:

n(O2)=n(e−)4n(O_2)=\frac{n(e^-)}{4}

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Химия

Химия 03.05.2025 14:42 341 Галкина Милана
Химия 19.04.2026 22:49 188 Стрекалов Антон

Последние заданные вопросы в категории Химия

Задать вопрос