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