Aplikace kvantitativních aspektů elektrolýzy

V textu Kvantitativní aspekty elektrolýzy, viděli jste některé matematické vztahy, které se vytvářejí mezi veličinami zapojenými do procesu elektrolýzy, například elektrický proud (i), množství elektrického náboje (Q) potřebné k tomu, aby proces nastal, a čas (t) vést k. Bylo také objeveno množství elektrického náboje, které se přenáší, když existuje 1 mol elektronů, nebo podle Avogadrovy konstanty 6,02. 10²³ elektrony.

Stručně řečeno, vztahy jsou:

Zde jsou tři příklady toho, jak můžete tyto informace použít k řešení praktických problémů s elektrochemií. Je důležité si uvědomit, že zde používáme hodnotu 96486 C. Ve většině chemické literatury se však používá zaokrouhlená hodnota 96500 C.

1. příklad: Zvažte galvanické pokovování, při kterém byla část potažena stříbrem. Na konci tohoto elektrolytického procesu je množství náboje použitého pro ionty Ag⁺ pokud snížili Ag, bylo to 0,05 faraday. S vědomím, že molární hmotnost stříbra se rovná 108 g / mol, řekněte, jaká byla hmotnost stříbra uloženého v tomto procesu?

Řešení:

Ag⁺ _(tady) + a- → Ag_(s)
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faraday 108 g
0,05 faraday m
m = 5,4 g

2. příklad: Řekněme, že provádíme elektrolýzu vodného roztoku síranu nikelnatého (NiSO₄), aplikující elektrický proud rovný 0,10 A po dobu 386 sekund. Jaká bude hmotnost niklu, která se získá na katodě? (Dáno: molární hmotnost Ni = 58,7 g / mol)

Řešení:

Ni²⁺  + 2e- → Ni_(s)
↓ ↓
2 mol e-1 mol
↓ ↓
2 (96486 ° C) 58,7 g

Chcete-li vytvořit vztah pravidla tří a najít hmotu, která se v tomto případě vytvořila, musíme nejprve najít množství elektrického náboje (Q):

Q = i. t
Q = 0,10. 386
Q = 38,6 ° C

Takže máme:

2 (96486 ° C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265,82 ° C. G
192972 C.
m = 0,01174 g nebo 11,74 mg

3. příklad: Máme tři elektrolytické nádrže zapojené do série a vystaveny proudu 5 A po dobu 32 minut a 10 sekund. V první vaně máme roztok CuSO₄; na druhém máme roztok FeCl_3; a ve třetí máme řešení AgNO₃. Určete hmotnosti každého z kovů uložených na elektrodách tří jamek. (Molární hmotnosti: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Nepřestávejte... Po reklamě je toho víc;)

Řešení:

Nejprve předejme časovou hodnotu sekundám:

1 minuta 60 sekund
32 minut t
t = 1920 + 10 sekund = 1930 sekund

S těmito daty můžeme určit množství elektrického náboje Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Nyní používáme pravidla tří pro každou z polovičních reakcí, které se vyskytují ve třech nádržích, abychom zjistili příslušné hmotnosti uložených kovů:

1. Kuba: 2. Kuba: 3. Kuba:

Osel²⁺  + 2e- → Cu_(s) Víra³⁺ _(tady) + 3 a- → Fe_(s) Ag⁺ _(tady) + a- → Ag_(s)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 mol e-1 mol 3 mol e - 1 mol 1 mol e-1 mol
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2. (96486 ° C) 63,5 g 3. (96486 ° C) 56 g 96486 ° C 108 g
9650 C m 9650 C m 9650 C m
m ≈ 3,175 g Cu_(s)m ≈ 1,867 g Fe_(s)m = 10,8 g Ag_(s)

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Chcete odkazovat na tento text ve školní nebo akademické práci? Dívej se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. „Aplikace kvantitativních aspektů elektrolýzy“; Brazilská škola. K dispozici v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Zpřístupněno 28. června 2021.