Question

Визначте заряд, який потрібно пропустити через водний розчин кислоти, щоб отримати для заповнення аеростатуоб'ємом 500 м3 за нормальних умов?

Answer 1

Воспользуемся объединённым законом Фарадея
$m= frac{Q}{F} cdot frac{M}{z}$  (1)
Тут
 m -- масса выделившегося на электроде вещества.
 Q -- Заряд прошедший через раствор.
 F -- постоянная Фарадея 9,65·10⁴ [Кл/моль]
 M -- по сути молярная масса. Для ионов (атомов) водорода 10⁻³ [кг/моль]
 z -- валентность иона в-ва (отношение заряда иона к заряду электрона) для иона водорода 1.
Выразим из (1) Q.
$Q =frac{Fmz}{M}$  (2)
Массу вещества необходимую нам определить можно либо через уравнение Менделеева-Клапейрона
$m= frac{Vcdot p cdot M}{R cdot T}$ (3)
Если бы условия отличались от нормальных, то так и пришлось бы (один момент. Тут молярную массу водорода, надо брать 2 г/моль. Газообразный водород обычно это молекулярный газ, а одна молекула состоит из 2х атомов (H₂))
Можно просто найти в справочных таблицах (+ Инет в помощь) плотность водорода в нормальных уловиях 0,00899 [кг/м³] и выразить массу через объем и плотность.
$m= V cdot rho$  (4)
Мы так и поступим.
Подсавив (4) в (2) получим выражение для минимального необходимого заряда:
$Q= frac{F cdot V cdot rho cdot z}{M}$  (5)
Подставляем в (5) числа
$Q= frac{9,65cdot10^4cdot 5 cdot 10^2cdot 8,99cdot 10^{-2}cdot 1}{10^{-3}} approx 4,33 cdot 10^9$    (6)

ОТВЕТ: 4,33·10⁹ [Кл]