Thể tích khí thoát ra ở điện cực

Bài toán:
Cho dòng điện xoay chiều $i=5\sqrt{2} \cos \left( 100 \pi t+ \dfrac{\pi}{2} \right)$(A) chạy qua một bình điện phân chứa dung dịch $H_2SO_4$ với các điện cực Platin. Trong quá trình điện phân, người ta thu được khí Hiđrô và khí Ôxi ở các điện cực. Cho rằng các khí thu được không tác dụng hoá học với nhau. Thể tích khí (điều kiện chuẩn) thu được ở một điện cực trong một chu kỳ dòng điện xấp xỉ bằng
A. 7,83.10-5 lít.
B. 7,83.10-6 lít.
C. 15,62.10-6 lít.
D. 10,4.10-5 lít.
 
Bài này hay vậy mà chẳng thấy ai làm, kết hợp cả hóa và lí:

_ Nói về hóa trước: khi tao điện phân dung dịch $H_2SO_4$, sẽ xuất hiện 2 loại khí:
+, Ở anot (cực dương): $2OH^{-} - 4e \rightarrow O_2 + 2H^{+}$
+, Ở catot (cực âm): $2H^{+} + 2e \rightarrow H_2$

_ Về phần lí: khi ta dùng dòng xoay chiều để điện phân dung dịch, cứ sau mỗi nửa chu kì thì 2 cực âm dương lại đổi chỗ cho nhau, nên khi ta xét lượng khí thoát ra ở 1 chu kì thì chỉ cẩn xét đến 1 nửa chu kì, nửa sau tương tự. Sự điện phân xảy ra khi có các e chạy đến và đi ở các điện cực. Có i ta sẽ tính được điện lượng "chuyển qua" bình điện phân trong một chu kì như sau:
$Q = \dfrac{2I_0}{\omega }$

Vậy số mol e đã chạy qua bình là: $N_e = \dfrac{Q}{e .N_A }$
Số mol e này đã sinh ra khí ở 2 điện cực, vậy thể tích khí thu được là:
$\left(\dfrac{N_e}{2} + \dfrac{N_e}{4}\right).22,4 = 7,83.10^{-6} l$

Số mol khí sinh ra khí ở 2 điện cực trong nửa chu kì bằng số mol khí sinh ra từ 1 điện cực trong 1 chu kì nên chọn B
 

Quảng cáo

Back
Top