Wiedząc, że 1 mol gazu zajmuje w warunkach normalnych 22,4 dm³, wyznaczamy liczbę moli wodoru, w próbce tego gazu o objętości 10 cm³ odmierzonej w warunkach normalnych:

$10\mathrm{c}{\mathrm{m}}^3=0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3$

$\begin{array}{ccc}1\mathrm{mol}& -& 22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\\ x& -& 0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3\end{array}$

$x=\frac{1\mathrm{mol}\cdot 0,01\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}{22,4\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$

$x\approx 4,46\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}\left(\mathrm{H}{}_2\right)$

Wodór podczas elektrolizy wodnego roztworu NaCl wydziela się na katodzie w wyniku połówkowej reakcji redukcji:

$\mathrm{K}(-):2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+2\mathrm{e}{}^{-}\to \mathrm{H}{}_2\uparrow +2\mathrm{OH}{}^{-}$

Na podstawie równania zauważamy, że 1 mol gazowego wodoru powstaje w wyniku przepłynięcia przez układ 2 mol elektronów. Na tej podstawie, wiemy, że podczas elektrolizy przez ukłąd przepłyneło dwukrotnie więcej moli elektronów od powstałej w jej wyniku ilosci moli wodoru:

$n_{\mathrm{e}{}^{-}}=4,46\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}\cdot 2$

$n_{\mathrm{e}{}^{-}}=8,92\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}$

Ładunek jaki przepłynął przez układ obliczamy ze wzoru:

$q=n_{\mathrm{e}{}^{-}}\cdot \mathrm{F}$

gdzie:

q - ładunek,

n_e- - liczba moli elektronów,

F - stała faradaya.

Wiedząc, że:

$\mathrm{F}=96500\frac{\mathrm{C}}{\mathrm{mol}}$

Obliczamy ładunek jaki przepłynął przez układ podczas elektrolizy:

$q=8,92\cdot 10^{-4}\mathrm{mol}\cdot 96500\frac{\mathrm{C}}{\mathrm{mol}}$

$q=86,078\mathrm{C}$

Czas prowadzenia procesu elektrolizy, można obliczyć przekształcając wzór na natężenie prądu:

$I=\frac{q}{t}\Rightarrow t=\frac{q}{I}$

gdzie:

I - natężenie prądu,

q - ładunek jaki przepłynął przez układ w czasie t.

Wiedząc, że natężenie układu wynosiło 1 A, obliczamy czas trwania tego procesu:

$t=\frac{86,078\mathrm{C}}{1\mathrm{A}}$

$t=\frac{86,078\mathrm{C}}{1\frac{\mathrm{C}}{\mathrm{s}}}$

$t=86,078\mathrm{s}$

$t\approx 86\mathrm{s}$

 

Odpowiedź: Czas elektrolizy wynosił ok. 86 s.