Химия

Разложение амальгамы натрия водой протекает по уравнению

$2Na \cdot nHg + 2H_2O = 2NaOH + H_2 + 2nHg$.

Согласно условию задачи, в результате этого процесса было получено

$n = \frac{V}{22,4} = \frac {31 \cdot 5 \cdot 2 \: м^3}{22,4 \: м^3/кмоль} = 14,071$ кмоля $H_2$

и, следовательно, 28,142 кмоля, или $28,142 \cdot 40 = 1125,7$ кг, $NaOH$ ($M = 40$), процентное содержание которого в щелоке составило

$c_{ \%} = \frac{ 1125,7 \cdot 100}{2250} \approx 50$ %.

Заряд, прошедший через электролизер,

$q_{1} = \frac{3855 \cdot 1000 \cdot 3600 В \cdot А \cdot с}{4,95 B} = 2,804 \cdot 10^9$ Кл.

Заряд, израсходованный на образование амальгамы натрия,

$q_2 = 2 \cdot F \cdot n = \frac{2 \cdot 96500 \cdot 315 \cdot 1000}{22,4} = 2,719 \cdot 10^9$ Кл.

Выход щелочи по току равен

$W = \frac{q_2 \cdot 100}{q_1} = \frac {2,719 \cdot 10^9 \cdot 100}{2.804 \cdot 10^9} = 96,85$ %.

На катоде в процессе электролиза выделилось

$n_1 = \frac{q_1 - q_2}{2F} = \frac {(NULL,804 - 2,719) \cdot 10^9}{2 \cdot 96500} = 440,4$ моля $H_2$.

На аноде выделилось

$n_2 = 440,4 \cdot \frac{96}{3} = 14100 \: молей = 14,1$ кмоля,

или

$14,1 \cdot 71 = 1001 \:кг$, $Cl_2$

(на 3 % $H_2$ в смеси приходится 97 % $Cl_s2$).