Электролизом раствора какой из солей можно одновременно получить кислоту и щёлочь?

I = 10 А
F = 96500 Кл/моль
V(H2) = 4,48 л
Щелочь в прикатодном пространстве можно получить электролизом раствора соли, катионом которой является металл, стоящий в электрохимическом ряду напряжений до алюминия. Такими солями являются бромид калия KBr и сульфат натрия Na2SO4.
Кислоту в прианодном пространстве можно получить электролизом раствора соли, анионом которой является кислородсодержащий кислотный остаток, содержащий элемент-неметалл в высшей степени окисления. Такими солями являются сульфат меди CuSO4 и сульфат натрия Na2SO4.
Следовательно, солью, электролизом раствора которой можно одновременно получить кислоту и щелочь является сульфат натрия Na2SO4.
Реакция среды раствора сульфата натрия Na2SO4 – нейтральная pH = 7
Катодный процесс
На катоде будет протекать процесс восстановления воды с выделением водорода (поскольку электролиз протекает в нейтральной среде) .
Катод (–) 2Н2О + 2е = Н2↑ + 2ОН (-) (рН = 7 – среда нейтральная)
Анодный процесс
На аноде будет протекать электрохимическое окисление воды с выделением свободного кислорода (поскольку электролиз протекает в нейтральной среде) .
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑( рН = 7 – среда нейтральная)
Тогда процессы окисления – восстановления, протекающие при электролизе раствора сульфата натрия Na2SO4
Катод (–) 2Н2О + 2е = Н2↑ + 2ОН (-) | 2 - восстановление
Анод (+) 2Н2О – 4е = 4Н (+) + О2↑ | 1 – окисление
Суммарно
6Н2О = 2Н2↑ + О2↑ + 4ОН (-) + 4Н (+)
Таким образом, в результате электролиза раствора сульфата натрия Na2SO4 в растворе происходит электролиз воды.
2Н2О = О2↑ + 2H2↑
Кроме того, в результате электролиза у анода скапливаются анионы SO4(2-), которые вступают в реакцию с образовавшимися у анода при электролизе воды ионами Н (+). В результате прианодном пространстве образуется серная кислота H2SO4. У катода в результате электролиза скапливаются катионы калия К (+), которые вступают в реакцию с образовавшимися у катода при электролизе воды ионами ОН (-). В результате чего в прикатодном пространстве образуется гидроксид натрия NaOH.
Тогда суммарное уравнение реакции с учетом всех процессов, протекающих при электролизе раствора сульфата натрия Na2SO4.
2Na2SO4 + 6Н2О = 2Н2↑ + О2↑ + 4NaОН + 2Н2SO4

Эквивалентный объем водорода найдем как эквивалентный объем двухатомного газа при н. у.
Vэкв (Н2) = Vm/(2*z(Н2)) = 22,4/(2*1) = 11,2 л
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем при н. у.
z(Н2) = 1 – число связей в молекуле Н2
Тогда по первому закону Фарадея объем водорода, выделившийся на катоде.
V(Н2) = Vэкв (Н2)*I*∆t/F
Отсюда время электролиза
∆t = V(Н2)*F/(Vэкв (Н2)*I) = 4,48*96500/(11,2*10) = 3860 с = 1 ч 4 мин 20 мин