Серийна електролиза. Изчисления в последователна електролиза

Електролизата обикновено се изучава в електрохимията като система, която съдържа вана или електролитна клетка (контейнер) с течно вещество или в разтвор, в който са потопени два електрода (катодът или отрицателният полюс и анодът или полюсът положителен). Такива електроди са свързани към генератор (клетка или батерия), който, когато е включен, провежда електричество от a електрод към друг през течността, причинявайки реакции на окислително-редукционни, които трансформират електрическата енергия в енергия химия.

Когато обаче електролизата се прилага в промишлеността, на практика това не е просто електрохимична клетка с два електрода; по-скоро няколко огромни резервоара, свързани последователно, както е показано на началното изображение. Освен това за обслужване на всички тези резервоари се използва само един генератор с достатъчен капацитет, защото ако се използва генератор за всеки резервоар, икономическата загуба би направила производството невъзможно индустриални.

В текста Количествени аспекти на електролизата

беше показано, че посредством формулата за електрически заряд (Q = i. t) и чрез връзката на константата на Фарадей (96500 C) с моларните маси на веществата и с полуреакциите балансирано катодно и анодно, е възможно да се определи масата на веществото, което е трансформирано или получено във вана електролитни.

Това може да се направи и в случай на последователна електролиза. Но има два фактора, които трябва да се вземат предвид:

1. Тъй като генераторът е един за всички електролитни клетки, времето (t) и интензитетът на електрическия ток (i) ще бъдат еднакви за всички клетки. Следователно, електрическият заряд (Q) също ще бъде еднакъв за всички клетки;

2. Масата, получена или трансформирана във всяка клетка, ще бъде различна, тъй като веществата, съдържащи се във всяка една, са различни. Това е така, защото например йонът Zn2+ изисква два пъти повече електрони от йона Ag1+. Тези маси могат да бъдат изчислени, като се използват правила на три или директно с помощта на формулата по-долу:

m = __M. Q__
q. 96500

На какво:

M = моларна маса на всяко вещество;
Q = електрически заряд на системата;
q = йонни заряди, напр. ако йоните са Ag1+, стойността на q ще бъде 1.

Вижте пример за това как да извършите този вид изчисление:

Пример: Има три електролитни чана, свързани последователно, всяка съдържаща AgNO3, CuSO4 и ZnCℓ2. Знаейки, че в първия съд са депонирани 108 g метално сребро, може да се заключи, че са депонирани и следните:

а) 31,75 g метална мед.

б) 65,4 g метален цинк.

в) 63,5 g метална мед.

г) 108 g метална мед.

д) 108 g метален цинк.

(Атомни маси: Ag = 108; Cu = 63,5; Zn = 65,4).

Резолюция:

От масата, открита в първата електролитна клетка, можем да открием електрическия заряд на системата, който е еднакъв за всички клетки:

Ag+ + 1e-→ Ag
↓ ↓
1 мол 1 мол

1mol. 96500 C 108 g (моларна маса)
Q 108 g (получена маса)
Q = 96500C

С тази стойност в ръка можем да открием масите на други метали. Това може да стане чрез правилото на три или формулата, дадена по-рано:

  • По правило три:

2-ра електролитна купа: 3-та електролитна купа:

Задник2+ + 2e-→ Cu Zn+2 + 2e-→ Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 
2. 96500 C 63,5 g 2. 96500 С 65.4 g
96500 смЗадник 96500 смZn
мЗадник = 31,75 gмZn = 32,7 g

  • По формулата: m = __M. Q__
    q. 96500

2-ра електролитна купа: 3-та електролитна купа:

мЗадник = (63,5). (96500) мZn = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
мЗадник = 31,75 gмZn = 32,7 g

Следователно правилната алтернатива е буквата „а“.


От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm

Функции на колони. Значение на нашата рубрика

Хората често не ценят гръбначен стълб, също наричан гръбначен стълб, за това, че не знаят значен...

read more

Природни аспекти на токантините

Планетата е съставена от безкраен брой екосистеми, всяка от които има свой пейзаж, особености и х...

read more

Кокални дървета. Особености на Mata dos Cocais

Кока гора е вид бразилска растителност, която се среща между северната и североизточната част на ...

read more