Question

もつ

化学の問題なのですが、電気量をファラデー定数で割ってmolにしたところまではわかったのですが、×1/2の意図がわかりません。電子の移動かと思ったのですが、イマイチ理解できておりません。シャルルの法則をどう用いたかもこの式からいまいち読み取れず困っております。

An. 17th
No.1
黒鉛電極を用いて, 硫酸ナトリウム水溶液に0.500Aの電流を400分間
流した。このとき,陰極で発生する気体とその体積 (300K, 1気圧) の記述として
最も妥当なのはどれか。
ただし,発生した気体は理想気体として振る舞うものとし、ファラデー定数を
9.65×10°C・molとする。
なお, 273K, 1気圧における1molの理想気体の体積は22.4Lである。
第1章 物理化

実戦問題の解説
No.1の解説 硫酸ナトリウム水溶液の電気分解
陽極2H2O O2+4H++4匹
問題はP.7g
陰極では
2H₂O+2e
H2↑+2OH¯
陰極2H2O +2e→H2+20H
の反応が起こる。 発生する気体は水素で,その体積はシャルルの法則を
(電て次のようになる。
7
電荷量
300K
0.500A×400×60s
1
×22.4L/mol ×
-=1.5L
AXT(s)
9.65×10*C/mol
2
273K
以上より,正答は1である。電子の数

硫酸ナトリウムの電気分解

Answer 1

✨ 最佳解答 ✨

hira

写真の陰極での半反応式(これは正しい)にて、消費電子と発生水素の物質量比は2:1となります。
よって、以上の比率と既知の電子物質量を用いると

(発生水素物質量)=1/2 × (電子物質量)となります。

さらにこの水素物質量から273K,1atmの体積は
22.4 L/molより

1/2 × (電子物質量) × 22.4 L

ここからさらに圧力は同じで理想気体なので体積と温度に比例関係あり。(シャルルの法則)
よって、
(300Kでの体積)/300K
= (1/2 × (電子物質量) × 22.4) L /273K

→ (300Kでの体積)
=(300/273) × 1/2 × (電子物質量) × 22.4 L

となります。後は電子の物質量を代入して計算してみて下さい。

もつ

めちゃくちゃわかりやすいです！ありがとうございます！