Matematické Fórum

FliegenderZirkus

Ahoj, vedení školy se nás rozhodlo v prváku trochu potrápit chemií a za sebe musím říct, že se mu to docela daří :-). Řeším tuto úlohu:
Stanovte hodinový výkon elektrolyzéru při výrobě chloru $\mathrm{Cl_2}$ elektrolýzou $\mathrm{NaCl}$ . Plocha elektrod je $\mathrm{4.5m^2}$ a proudová hustota je $\mathrm{33\frac{A}{dm^2}}$ . Výsledek mám napsat v $\mathrm{\frac{kg}{h}}$ a také v $\mathrm{\frac{Nm^3}{h}}$ . K dispozici mám molární hmotnosti obou prvků a také spoustu dalších molárních hmotností o kterých ale předpokládám, že nebudou potřeba. Poslední známý údaj: $\mathrm{F=96487 \frac{C}{mol}}$ .
Kam jsem došel:
Budu asi dosazovat do dvou Faradayových zákonů elekrolýzy, jejichž kombinací dostanu vzorec $\mathrm{m=\frac{M\cdot I\cdot t}{n\cdot F}}$ , kde
m je hledaná hmotnost za čas t
M je molární hmotnost NaCl
I je proud
F je konstanta
n je počet elektronů potřebných k redukci/oxidaci jedné elementární částice, tipnul jsem n=2, protože vyrábím $\mathrm{Cl_2}$

proudová hustota $\mathrm{J=\frac{I}{S}}$ , $\mathrm{I=J\cdot S=33\cdot 10^{2}\cdot 4,5=14850 [A]}$ . Dosazení: $\mathrm{m=\frac{M\cdot I\cdot t}{n\cdot F}=\frac{58,5\cdot 14850\cdot 1}{2\cdot 96487}=4,5 [kg]}$ .
Výkon mi vyšel 4 a půl kila za hodinu, ale podle (neoficiálních) výsledků je 19,67 kg/h. S druhou částí si nevím rady, není mi ani jasné, co vlastně znamená ta jednotka $\mathrm{\frac{Nm^3}{h}}$ .
Opravíte mi to prosím někdo? Za radu s druhou částí bych byl taky vděčný...

jelena · 23. 12. 2009 08:18

↑ FliegenderZirkus:

Jsme s tebou :-) čísla zkontroluji, až se probudím.

Nm^3 je jednotka pro normální objem (používá se při technickém výpočtu - třeba pro vytápení - jsou přímo ve vyhlášce) - ve vašem materiálu je zde - drobné písmo v příkladu 4/7 i s postupem výpočtu (případně dovysvětluji - ale věřím, že nebude potřeba)

--
k zápisu chemických vzorců - viz můj EDIT 2 a užitečnéservisy pro chemii.

-----

jelena · 23. 12. 2009 09:13

↑ FliegenderZirkus:

vše OK, jen do vzorce se dosazuje molární hmotnost toho, co vzníká, což je chlor $\mathrm{Cl_2}$ (cca 71 g=0,071 kg - v zadání může byt přesnější) a čas v sekundach (3600 s):

$m=\frac{M\cdot I\cdot t}{n\cdot F}=\frac{0.071\cdot 14850\cdot 3600}{2\cdot 96487}=\ldots[kg]$ je to v pořádku, co do výpočtu?
------
вставайте, граф,...мир ждет вашего решения

FliegenderZirkus · 23. 12. 2009 11:38

↑ jelena:
Jednou se ten Google používat naučím :-), přesně tohle pdf jsem potřeboval...Nm^3 jsem pokládal za Newton krát metr na třetí, což by moc smyslu nedávalo, proto ten dotaz. Převedení do základních jednotek snad u zkoušky zvládnu, protože nebude ve dvě ráno :-). Kurzívu napravím a děkuju!

jelena · 23. 12. 2009 23:40

↑ FliegenderZirkus:

Není za co :-) zřejmě na úvodní přednášce byl doporučen tento odkaz. - materiál z elektrochemie zrovna z tohoto odkazu jsem již použivala pro jednu prezentaci (tak to nebyl až tak překvapující objev).

Děkuji za opravu kurzívy (stačilo opravit pouze u chemických vzorců) - ke zbytku ať se vyjádří mat-fyz. autority. K testu přeji hodně zdaru :-)

Matematické Fórum

#1 23. 12. 2009 02:28 — Editoval FliegenderZirkus (23. 12. 2009 11:42)

Elektrolýza NaCl

#2 23. 12. 2009 08:18

Re: Elektrolýza NaCl

#3 23. 12. 2009 09:13

Re: Elektrolýza NaCl

#4 23. 12. 2009 11:38

Re: Elektrolýza NaCl

#5 23. 12. 2009 23:40

Re: Elektrolýza NaCl

Zápatí