Author's photo
Акаунт видалено
Physik

Hoffmannschen Zersetzungsapparat

In einem Hoffmanschen Zersetzungsapparat sollen 120ml Knallgas bei Normalbedinigungen hergestellt werden. Wie lange dauert die Zersetzung, wenn ein Strom von l= 0,9 A durch das angesäuerte Wasser geleitet wird?
Dringend, hat jmd eine Idee?.

1 відповідей
Um 120 ml Knallgas (was eine Mischung aus Wasserstoff und Sauerstoff ist) durch die Zersetzung von Wasser zu erzeugen, schauen wir Mal an, wie viel Zeit das das Ganze in Anspruch nimmt. 😎

Da kannst du deine Aufgabe in grob 4 Schritte unterteilen.
Schritt 1: Wie viel Wasserstoff brauchen wir?
1. **Volumen**: 120 ml Knallgas sind 0,120 l. Bei Normalbedingungen hat 1 mol Gas ein Volumen von 22,4 l.
kurz vorab:
**V_molar** ist das molare Volumen, das bei Standardbedingungen (0 °C und 1 atm) für ein ideales Gas etwa 22,4 l/mol beträgt. Dieses Volumen gibt an, wie viel Platz ein mol eines Gases einnimmt, wenn es sich unter diesen Bedingungen befindet.😎
V st das Volumen von Gas (0.120 L),

n = V/V_molar
n = 0,120L/22,4L pro mol => 0,00536 mol
Bedeutet also, wir brauchen etwa 0,00536 mol Wasser.

Schritt 2: Wie viel elektrische Ladung ist nötig?

2. **Faraday-Konstante**: Um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen, brauchen wir elektrische Ladung. Für 1 mol Wasser benötigen wir etwa 2 mol Elektronen. Das bedeutet:

Gesamtladung (Q) in einer elektrochemischen Reaktion: Formel lautet => Q= n*F*z
n = Molanzahl (0.00536 mol)
F = Faradayscge Konstante (96485 C/mol)
z = Anzahl der Elektronen, die an der Reaktion beteiligt sind.
In diesem Fall beträgt z= 2. Das bedeutet also, dass für die Zersetzung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff insgesamt 2 Elektronen benötigt werden, um 1 mol Wasser zu zerlegen😉
=> Q = 0,00536mol * 96485 C/mol * 2 = 1037,1 C
Die gesamte Ladung **Q** beträgt somit ungefähr 1037 C (Coulomb).
Das bedeutet, dass für die Zersetzung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff eine elektrische Ladung von etwa 1037 Coulomb benötigt wird.

### Schritt 3: Berechnung der Zeit
3. **Stromstärke**: Du verwendest einen Strom von 0,9 A. Um herauszufinden, wie lange du das Wasser zersetzen musst, verwenden wir die einfache Formel:
t(Zeit) = Q(Ladung) : I(Strom)
Q = 1037 C;
I= 0,9A
=> t= 1158s

Das bedeutet, dass die benötigte Zeit ungefähr 1158 Sekunden beträgt.👍🏽

### Schritt 4: Umrechnung in Minuten
Um die Zeit in Minuten zu bekommen, teilen wir ganz einfach durch 60:
1158 : 60 = 19,3 Minuten oder 19 Minuten und 18 Sekunden weil (0.3 Minuten in Sekunden umgewandelt => 0,3*60s=18Sekunden ;)

Und jetzt formulieren wir das Ergebnis, nämlich:
Es dauert also etwa **19 Minuten** und 18 Sekunden, um 120 ml Knallgas herzustellen, wenn du einen Strom von 0,9 A verwendest.
Hoffe es war verständlich wie möglich 😊