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電気分解はこわい、、、
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すみません、補足下さってたのですね。気が付かず、見るのが遅くなりました。 回答は合っていると思います。毎分５０ｍｌも発生させるなら、その位大きな電流が必要なんでしょうねえ。。。。 １つアドバイスがあります。 0.095MPa をわざわざ 0.9376atm に換算していますが、大学生レベルの問題であれば、その必要はないことが多いです。と言いますのも、大学で学ぶこのテの学問では、気体定数ＲをＳＩ単位（長さはｍ、体積は立方メートル．．．等々）の８．３１４として使うことがほとんどですから。 この場合、気体定数Ｒの単位は、 （ｍ^３（立方リットル）・Ｎ／ｍ^２）／（ｍｏｌ・Ｋ） です。 このうち、分子の単位はＮ・ｍとなりますから、結局、Ｊ／（ｍｏｌ・Ｋ）です。 後は、モル数を計算する際に、５０ｍｌが何立方メートルか、０．０９５ＭＰａが何Ｎ／ｍ^２をキチンと換算して代入すれば、同じ答えが出ます。
ＭＰａのうち、Ｍはメガ、１０＾６（１０の６乗）を表す接頭語です。Ｐａは圧力の単位で、Ｎ／ｍ２（ニュートン／平方メートル）です。 つまり、１ＭＰａ＝１０＾６Ｎ／ｍ２ です。 rei00 さんのヒントに加え、もう少しヒントを出します。 （１）設問に温度、体積、圧力が与えられており、得られるものは水素ガスです。では、この水素ガスのモル数を計算するには何の式が必要となりますか？ （２）電気分解のことを考える際、最も重要な法則は何ですか？ （３）電気量は、電流および時間とどのような関係にありますか？ 言い換えると、電気量は、電流および時間との関係でどのように定義できますか？ ＊注 計算の際は、単位系をそろえるように！ ＳＩ単位に統一しておくのが面倒なくていいです。
- rei00
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「化学を好きになるべく必死にいろいろ問題をやっています」と言う事ですので，取りあえずヒントだけ。 硫酸の電気分解で水素が出きる反応はわかりますか。2H+ 2e- → H2↑ です。つまり，水素（H2）１モル発生させるのに電子（e-）が２モル必要です。 後は，50 ml（0.095 Mpa、20℃）の水素が何モルかを求めれば，毎分流す必要のある電子のモル数から電流値は求まりますね。 化学の問題の多くは，関係している反応をキチンと式に書き，そこに出てくる化合物の量的関係を明らかにしていけば，解答できると思います。 いかがでしょうか。必要なら補足下さい。
お礼
これについてrei00さんとkawarivさんからのアドバイスを参考にやってみました。 ただ、最後の方の96500の数値を掛けるのか割るのかがいまいちです。 そして、毎分電気量が流れた上での数値ということは60秒で割って答えとなる というようにしたのですが、それでいいのかというところも不安です。 以下、どうぞコメントよろしくお願いします。 ○希硫酸を電気分解し、毎分50ml（０．０９５Ｍpa、20℃）の水素を得たい。電気分解に必要な電流値を求める。 0.095MPa＝0.095*10^6Pa＝0.9376atm 1atm＝101325Pa 理想気体の状態方程式 PV=nRT に p＝0.9376atm V＝0.050リットル R＝0.082リットル・atm/mol・K T＝293K を代入して、nを求めます。 n=0.001951mol つまり毎分0.001951molの水素を得たい。 ところで、希硫酸の電気分解のとき陰極で起きる反応は ２H+ ＋ ２e^- ＝ H2 2*96500クーロンの電気量で水素１molが発生します。 水素0.001951molを得るための電気量は 2*96500*0.001951クーロンです。 毎分これだけの電気量が流れる訳ですから、 電流値はこの電気量を６０秒で割って得られます。 つまり、 2*96500*0.001951クーロン/６０秒＝6.2757アンペア 電流＝電気量/時間 ですから。 [答]6.28Ａ
- xinman
- ベストアンサー率30% (25/83)
電流値の計算は分からないので他の回答者にお任せします。 MpaについてですがこれはMPa(メガパスカル)の表記ミスじゃないですか？ MPaは気圧の単位です。 1MPa=10000hPa 0.1013MPa=1013hPa=1atom(気圧) 0.095MPa=950hPa=0.9378atom で計算できるはずです。
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