Химия
8 класс
Вопрос
При электролизе разбавленной серной кислоты в эвдиометре Гофмана получено 12см3 водорода и соответствующее количество кислорода. Температура равна 17∘С, а внешнее атмосферное давление - 752 мм рт. ст. После завершения электролиза разность уровней кислоты в резервуаре и трубках эвдиометра составляла 21 см (у анода) и 27 см (у катода). Какой объем занимает смесь этих газов при нормальных условиях, если известно, что плотность раствора равна 1,15г/см3, а плотность ртути - 13,6г/см3? Давление пара над раствором серной кислоты составляет давления чистого водяного пара при указанной температуре; давление водяного пара при 17∘С равно 14,52 мм рт. ст.
Ответ
Предварительно необходимо вычислить собственное давление водорода в эвдиометре.
pH2=pизм+10h2d1d2−pH2SO4,
где pизм=752 мм рт. ст.,
pH2SO4=0,9pH2O=0,9⋅14,52=13,07 мм рт. ст.,
h2=27 см,
d1=l,15г/см3,10h2d1d2=10⋅27⋅(NULL,15:13,6)=22,83 мм рт. ст.,
d2=13,6г/см3. Следовательно, рH2=752+22,83−13,07=761,76 мм рт. ст При нормальных условиях водород займет объем
V0=V1p1T0p0T1=12⋅761,76⋅273760⋅290=11,31см3.
По условию задачи объем кислорода соответствует объему водорода, выделившегося при электролизе водного раствора H2SO4; поскольку в таком растворе электролизу подвергается вода 2H2O=2H2+O2, объем кислорода будет вдвое меньше объема водорода и в пересчете на нормальные условия составит 5,66см3. Общий объем смеси газов будет равен 11,31+5,66=16,97см3.