Какая масса водорода выделилась при прохождении электрического тока через раствор соляной кислоты (HCl) в течение

Чтобы решить эту задачу, мы можем воспользоваться законом Фарадея, который устанавливает прямую зависимость между количеством заглубленного вещества и количеством электричества, прошедшего через электролит.

Первым шагом нам необходимо определить количество электричества, прошедшего через раствор соляной кислоты. Формула для вычисления количества электричества имеет вид:

\[Q = I \cdot t\]

где \(Q\) - количество электричества (заряд), \(I\) - сила тока, \(t\) - время.

В данной задаче известны сила тока \(I = 0.104 \times 10^{-6}\) кгКл и время \(t = 20\) минут (\(20 \times 60\) секунд).

Подставим известные значения в формулу:

\[Q = 0.104 \times 10^{-6} \, \text{кгКл} \times 20 \, \text{мин} \times 60 \, \text{сек/мин}\]

Выполним вычисления:

\[Q = 0.104 \times 10^{-6} \times 20 \times 60 = 0.1248 \times 10^{-3} \, \text{кгКл}\]

Далее, чтобы определить массу водорода, необходимо воспользоваться законом Фарадея. Закон Фарадея утверждает, что масса вещества, выделившегося или осажденного на электроде, пропорциональна заряду \(Q\) и молярной массе вещества \(M\), разделенной на число фарада \(F\).

Формула для вычисления массы выделившегося вещества имеет вид:

\[m = \frac{Q \cdot M}{F}\]

где \(m\) - масса, \(Q\) - количество электричества, \(M\) - молярная масса вещества, \(F\) - число фарада.

В данной задаче рассматривается выделение водорода. Молярная масса водорода \(M = 1 \, \text{г/моль}\) и число фарада \(F = 96500 \, \text{Кл/моль}\).

Подставим известные значения в формулу:

\[m = \frac{0.1248 \times 10^{-3} \, \text{кгКл} \times 1 \, \text{г/моль}}{96500 \, \text{Кл/моль}}\]

Выполним вычисления:

\[m = \frac{0.1248 \times 10^{-3}}{96500} \, \text{моль} \times 1 \, \text{г/моль} \approx 1.29 \times 10^{-9} \, \text{кг}\]

Таким образом, масса водорода, выделившегося при прохождении электрического тока через раствор соляной кислоты в течение 20 минут, составляет примерно \(1.29 \times 10^{-9}\) кг или \(1.29 \, \text{нг}\).