الجوانب الكمية للتحليل الكهربائي. الحسابات في التحليل الكهربائي

التحليل الكهربائي هو عملية لها تطبيقات صناعية واسعة ، وبالتالي فإن جوانبها الكمية مهمة للغاية للمصانع. على سبيل المثال ، يحتاجون إلى معرفة مقدار الكاشف الذي يجب استخدامه ، ومدة تنفيذ العملية ، ومقدار المنتج المطلوب الذي سيحصلون عليه.

من خلال التحليل الكهربائي البركاني لكلوريد الصوديوم (ملح الطعام) ، تنتج الصناعات غاز الكلور ، لذا فهم بحاجة إلى معرفة حجم غاز الكلور الذي يمكنهم الحصول عليه.

بالإضافة إلى ذلك ، تخضع العديد من الأجزاء المعدنية للتحليل الكهربائي في وسط مائي من أجل طلاءها بمعدن آخر ، كما يحدث في حالة المجوهرات الذهبية أو الفضية وشبه المجوهرات. تعتمد جودة لون الجسم المطلي وفعالية الحماية ضد تآكله ، من بين أمور أخرى ، على وقت التحليل الكهربائي وشدة التيار الكهربائي المستخدم.

وهكذا ، بدأ الفيزيائي والكيميائي الإنجليزي مايكل فاراداي (1791-1867) بدراسة هذه الجوانب التي تنطوي على التحليل الكهربائي وبعد عدة تجارب اكتشف بعض القوانين في هذه الحالة.

مايكل فاراداي (1791-1867)

أظهر أحدهم أن كمية كتلة المعدن المترسبة على القطب تتناسب طرديًا مع كمية الشحنة الكهربائية (Q) التي تمر عبر الدائرة.

تعطى الشحنة الكهربائية (Q) بالصيغة التالية:

على ماذا:

أنا = شدة التيار الكهربائي (الوحدة: أمبير - أ)
ر = الوقت (الوحدة: ثواني - ث)

لذا فإن وحدة الشحن ستكون أ. s ، والتي تساوي وحدة كولوم (C).

في عام 1909 ، قرر الفيزيائي روبرت أندروز ميليكان (1868-1953) أن الشحنة الكهربائية لإلكترون واحد تساوي 1.602189. 10^-19 ج.

روبرت أندروز ميليكان (1868-1953)

ثابت أفوجادرو يقول أنه في 1 مول من الإلكترونات يوجد 6.02214. 10²³ الإلكترونات. وبالتالي ، فإن كمية الشحنة التي يحملها مرور 1 مول من الإلكترونات تساوي ناتج الشحنة الكهربائية لكل إلكترون بكمية الإلكترونات التي لدينا في 1 مول ، أي:

1,602189. 10^-19 ج. 6,02214. 10²³ = 96486 ج

لذلك ، إذا عرفنا مقدار المادة (ن) التي تنتقل عبر الدائرة ، فقط اضربها في القيمة لقد رأينا للتو أننا وجدنا الشحنة الكهربائية (Q) التي ستكون ضرورية لتنفيذ عملية التحليل الكهربائي إن أردت:

تُعرف هذه القيمة (96486 C) باسم ثابت فاراداي (1F). وبالتالي ، إذا تم تقديم الشحنة المستخدمة في العملية في فاراداي ، فيمكننا استخدام العلاقات التي تحددها القواعد الثلاثة وحساب مقدار الكتلة التي سيتم إيداعها في التحليل الكهربائي.

اقرأ النص تطبيقات الجوانب الكمية للتحليل الكهربائي لمعرفة بالضبط كيف يمكن أن تساهم هذه الحسابات في حل المشكلات المتعلقة بعمليات التحليل الكهربائي وحتى البطاريات.

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm