Химия
8 класс
Вопрос
При электролизе разбавленной серной кислоты в эвдиометре Гофмана получено $12 см^3$ водорода и соответствующее количество кислорода. Температура равна $17^{\circ} С$, 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 $1,15 г/см^3$, а плотность ртути - $13,6 г/см^3$? Давление пара над раствором серной кислоты составляет давления чистого водяного пара при указанной температуре; давление водяного пара при $17^{\circ} С$ равно 14,52 мм рт. ст.
Ответ
Предварительно необходимо вычислить собственное давление водорода в эвдиометре.
$p_{H_2} = p_{\: изм} + 10h^2 \frac{d_1}{d_2} - p_{H_2SO_4}$,
где $p_{\: изм} = 752$ мм рт. ст.,
$p_{H_2SO_4} = 0,9 p_{H_2O} = 0,9 \cdot 14,52 = 13,07$ мм рт. ст.,
$h_2 = 27$ см,
$d_1 = l,15 г/см^3, 10h^2 \frac{d_1}{d_2} = 10 \cdot 27 \cdot (NULL,15 : 13,6) = 22,83$ мм рт. ст.,
$d_2 = 13,6 г/см^3$. Следовательно, $р_{H_2} = 752 + 22,83 - 13,07 = 761,76$ мм рт. ст При нормальных условиях водород займет объем
$V_0 = \frac{V_1p_1T_0}{p_0T_1} = \frac{12 \cdot 761,76 \cdot 273}{760 \cdot 290} = 11,31 см^3$.
По условию задачи объем кислорода соответствует объему водорода, выделившегося при электролизе водного раствора $H_2SO_4$; поскольку в таком растворе электролизу подвергается вода $2H_2O = 2H_2 + O_2$, объем кислорода будет вдвое меньше объема водорода и в пересчете на нормальные условия составит $5,66 см^3$. Общий объем смеси газов будет равен $11,31 + 5,66 = 16,97 см^3$.