Πόσο αέριο οξυγόνου μπορεί να παραχθεί με ηλεκτρόλυση ενός νερού γαλόνι;
1. Μετατροπή γαλόνια σε λίτρα:
* 1 γαλόνι =3,785 λίτρα
2. Υπολογίστε τη μάζα του νερού:
* Πυκνότητα νερού =1 g/mL
* Μάζα 1 γαλόνι νερού =3,785 l * 1000 ml/l * 1 g/ml =3785 g
3. Προσδιορίστε τα κομμάτια του νερού:
* Μοριακή μάζα νερού (H₂O) =18.015 g/mol
* Moles νερού =3785 g / 18.015 g / mol =210.1 mol
4. Εφαρμόστε την αντίδραση ηλεκτρόλυσης:
Η ισορροπημένη χημική εξίσωση για την ηλεκτρόλυση του νερού είναι:
2 h₂o (l) → 2 h₂ (g) + o₂ (g)
Από την εξίσωση, βλέπουμε ότι 2 γραμμομορείς νερού παράγουν 1 mole αερίου οξυγόνου.
5. Υπολογίστε τις γραμμομορείς του οξυγόνου που παράγεται:
* Moles OH =(1 mol o₂ / 2 mol h₂o) * 210.1 mol h₂o =105.05 mol o₂
6. Μετατρέψτε τις γραμμομορείς οξυγόνου σε γραμμάρια:
* Μοριακή μάζα οξυγόνου (O₂) =32 g/mol
* Μάζα O₂ =105.05 mol * 32 g/mol =3361.6 g
7. Μετατροπή γραμμάρια οξυγόνου σε λίτρα (σε τυποποιημένες συνθήκες):
* Σε τυπική θερμοκρασία και πίεση (STP), 1 mole οποιουδήποτε αερίου καταλαμβάνει 22,4 λίτρα.
* Όγκος O₂ =105.05 mol * 22.4 L/mol =2352.7 L
Επομένως, η ηλεκτρόλυση ενός γαλόνι νερού μπορεί να παράγει περίπου 2352,7 λίτρα αερίου οξυγόνου σε τυπική θερμοκρασία και πίεση.
Σημαντική σημείωση: Αυτός ο υπολογισμός προϋποθέτει την απόδοση 100% στη διαδικασία ηλεκτρόλυσης, η οποία δεν είναι ρεαλιστική. Στην πράξη, η πραγματική ποσότητα παραγόμενου οξυγόνου θα είναι χαμηλότερη λόγω παραγόντων όπως οι απώλειες ενέργειας και οι πλευρικές αντιδράσεις.
