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résolu

Bonjour, je ne comprends pas comment résoudre la première question.Aidez-moi s'il vous plaît.
Pour produire du dihydrogène H₂ (g), l'électrolyse de l'eau, en milieu acide, est réalisée à 25 °C. Un électrolyseur parcouru par un courant d'intensité constante I= 10 kA permet de produire un volume de dihydrogène V(H₂) produit = 3 686 L. Le rendement de l'électrolyse est égal à 0,80. M L'équation de la réaction est : 2 H₂O(l) → 2 H₂(g) + O₂(g)

1. Déterminer la borne du générateur à laquelle est reliée l'électrode où se dégage le dihydrogène H₂(g).

2. Estimer la durée At de l'électrolyse.

Données * H* (aq) / H,(g); Oz(g) / H,O(). Volume molaire : Vm= 24,5 L mol-1. • Rendement de l'électrolyse: n = V(H₂) produit V(H₂)maximal * Le volume V(H₂)maximal serait le volume de dihydrogène produit s'il n'y avait aucune perte d'énergie.​

Répondre :

SOUMAILAOUATTARA7000EN

Réponse:

Pour résoudre cette équation, nous devons d'abord trouver le nombre de moles de dihydrogène produit, puis calculer la borne du générateur et la durée de l'électrolyse.

1. Calcul du nombre de moles de dihydrogène produit :

Nous savons que le volume molaire est de 24,5 L/mol. Donc, le nombre de moles de dihydrogène produit est :

n(H₂) produit = V(H₂) produit / Vm

n(H₂) produit = 3 686 L / 24,5 L/mol

n(H₂) produit ≈ 150,4 mol

Le rendement de l'électrolyse est donné par la formule :

Rendement = n(H₂) produit / n(H₂) maximal

Nous pouvons réarranger cette formule pour trouver n(H₂) maximal :

n(H₂) maximal = n(H₂) produit / Rendement

n(H₂) maximal = 150,4 mol / 0,80

n(H₂) maximal ≈ 188 mol

Maintenant que nous avons le nombre de moles de dihydrogène maximal, nous pouvons calculer le volume maximal de dihydrogène produit :

V(H₂) maximal = n(H₂) maximal * Vm

V(H₂) maximal = 188 mol * 24,5 L/mol

V(H₂) maximal ≈ 4 598 L

2. Détermination de la borne du générateur :

La borne du générateur est donnée par l'équation :

E(borne) = E° + (RT / nF) * ln(K)

E(borne) : potentiel de la borne du générateur

E° : potentiel standard de la réaction (0 V pour cette réaction)

R : constante des gaz parfaits (8,31 J/mol*K)

T : température (25°C = 298 K)

n : nombre d'électrons échangés (2 pour cette réaction)

F : constante de Faraday (96,485 C/mol)

K : constante d'équilibre (1 pour cette réaction)

E(borne) = (8,31 J/mol*K * 298 K) / (2 * 96,485 C/mol) * ln(1)

E(borne) ≈ 0,682 V

Donc, la borne du générateur reliée à l'électrode où se dégage le dihydrogène est d'environ 0,682 V.

3. Estimation de la durée de l'électrolyse :

La durée de l'électrolyse peut être estimée en utilisant la formule :

At = n(H₂)

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