Химия

В катодное пространство перемещаются гидратированные ионы натрия ($Na^{+} \cdot nH_2O$ или формально ионы $H^{+}$ из $H_2O$). На катоде происходит реакция

$2H_2O + 2 e = H_2 + 2OH^{-}$ или $2H^{+} + 2e = H_2$.

В анодное пространство перемещаются ионы $Cl^{-}$ (гидратированные) и $OH^{-}$. На аноде происходят реакции

$2Cl^{-} - 2e = Cl_2$,
$4OH^{-} - 4e = O_2 + 2H_2O$.

В результате вторичной реакции происходит образование гипохлорита

$Cl_2 + 2OH^{-} = Cl^{-} + ClO^{-} + H_2O$.

Из приведенных уравнений следует, что количество тока, прошедшего через раствор, эквивалентно количеству рЫделившегося водорода. На выделение 97,3 мл водорода потребовалось

$q_1 = \frac{97,3 \cdot 2 \cdot 96500}{22412} = 837,9$ Кл.

Если в газах, получившихся на аноде, содержится 2,7 мл кислорода, то на его выделение должно быть затрачено

$q_2 = \frac{2,7 \cdot 4 \cdot 96500}{22400} = 46,5$ Кл.

На выделение хлора было затрачено

$q_1 - q_2 = 837,9 46,5 = 791, 4$ Кл,

что составляет $791,4 : 837,9 = 0,945$, или 94,5 %.

На выделение 100 мг-экв (1 г-экв) требуется 96500 Кл,
на выделение $n$ мг-экв - 791,4 Кл,
$n = 8,2 \: мг-экв = 4,1$ моля хлора.

При образовании гипохлорита 1 моль хлора реагирует о 2 молями $OH^{-}$-ионов, образуя 1 моль $ClO^{-}$-ионов. Поэтому при взаимодействии с $4,1 \cdot 2 = 8,2$ мг-экв, или $0,0082 \cdot 17 = 0,1394$ г ионов, $OH^{-}$ из 4,1 ммоля $Cl_2$ будет получено 4,1 ммоля, или $0,0041 \cdot 51,5 = 0,21$ г ионов, $ClO^{-}$.

Сила тока $I$, прошедшего через раствор,

$I = \frac{q_1}{t} = \frac{837,9}{279,3} = 3 A$.