전기분해의 화학량론. 20% 소금물 전기분해 수산화나트륨 1몰 1 A 몇 시간

전기분해의 화학량론. 20% 소금물 전기분해 수산화나트륨 1몰 1 A 몇 시간

 

 

20%의 소금물을 전기분해하여

수산화나트륨 1몰을 얻는 데는

1 A의 전류를 몇 시간 통해야 하는가?

 

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▶ 소금물의 전기분해

> 산화전극 반응, (+)극: 2Cl^- → Cl2 + 2e^- ... ( 염소 기체 발생 )

> 환원전극 반응, (–)극: 2H2O + 2e^- → H2 + 2OH^- ... ( 수소 기체 발생 )

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4179 )

 

 

 

NaOH의 몰질량 = 40.00 g/mol 이므로,

1 mol NaOH의 질량 = 40.00 g

 

 

 

(전하량) (1 / Faraday 상수) (1 / 이동한 전자의 몰수) (물질의 몰질량) = 물질의 질량

( 참고 https://ywpop.tistory.com/4461 )

 

전하량 = 물질의 질량 / [(1 / Faraday 상수) (1 / 이동한 전자의 몰수) (물질의 몰질량)]

= 40.00 / [(1 / 96500) (1 / 1) (40.00)]

= 96500 C

 

 

 

[참고] 2H2O + 2e^- → H2 + 2OH^-

전자 : OH^- = 1 : 1 계수비(= 몰수비) 이므로,

1 mol NaOH 생성 시 이동한 전자의 몰수는 1 mol.

 

 

 

Q = I t 로부터,

t = Q / I

= 96500 / 1

= 96500 sec

 

 

 

96500 sec × (1 hr / 3600 sec) = 26.8 hr

 

 

 

답: 26.8시간

 

 

 

 

[보충 설명]

문제의 지문을 잘 이해하면,

수산화나트륨 1몰, 즉 40 g을 얻을 수 있는 재료(?)는

소금물 속에 충분히 있다는 것을 알 수 있습니다.

만약 소금물 속에 수산화나트륨 40 g 생성에 필요한 재료가 부족하다면,

1 A의 전류를 100년 동안 통과시켜도 1몰을 얻을 수 없을 것입니다.

따라서 이런 계산에서 소금물의 농도는 아무 의미가 없습니다.

 

 

 

 

[ 동일 예제 https://ywpop.tistory.com/23182 ] 좀 더 간단한 계산 방법

 

[ 관련 예제 https://ywpop.tistory.com/7800 ] CuSO4 수용액 63.5 g 구리 10 A 몇 시간

 

 

 

[키워드] 소금물의 전기분해 기준문서