Elektrolüüsi kvantitatiivsed aspektid. Arvutused elektrolüüsis

Elektrolüüs on protsess, millel on laialdane tööstuslik rakendus ja seetõttu on selle kvantitatiivsed aspektid tehaste jaoks äärmiselt olulised. Näiteks peavad nad teadma, kui palju reagenti kasutada, kui kaua protsessi läbi viia ja kui palju soovitud toodet nad saavad.

Naatriumkloriidi (lauasool) tardelektrolüüsi teel toodavad tööstused kloorgaasi, seega peavad nad teadma, millise mahu kloorgaasi nad saavad.

Lisaks läbivad mitmed metallosad elektrolüüsi vesikeskkonnas, et need saaks katta teise metalliga, nagu näiteks kullast või hõbedast poolkividest ja rõivaehtetest. Kaetud eseme värvikvaliteet ja korrosioonivastase kaitse tõhusus sõltuvad muu hulgas elektrolüüsi ajast ja kasutatava elektrivoolu intensiivsusest.

Nii hakkas inglise füüsik ja keemik Michael Faraday (1791-1867) neid aspekte uurima elektrolüüsi ja pärast mitmeid katseid avastas ta mõned seadused sellisel juhul.

Michael Faraday (1791-1867)

Üks neist näitas, et elektroodile sadestunud metalli massikogus on otseselt proportsionaalne vooluahelat läbiva elektrilaengu (Q) kogusega.

Elektrilaeng (Q) arvutatakse järgmise valemiga:

Mille kohta:

i = elektrivoolu intensiivsus (ühik: ampr - A)
t = aeg (ühik: sekundid - s)

Nii et laenguühik oleks A. s, mis on võrdne kulomühikuga (C).

Ärge lõpetage kohe... Peale reklaami on veel;)

Aastal 1909 tegi füüsik Robert Andrews Millikan (1868-1953) kindlaks, et 1 elektroni elektrilaeng võrdub 1,602189. 10^-19 Ç.

Robert Andrews Millikan (1868-1953)

Avogadro konstant ütleb, et 1 moolis elektronides on 6,02214. 10²³ elektronid. Seega on 1 mooli elektronide läbilaskevõime summa võrdne iga elektroni elektrilaengu korrutise arvuga 1 mooli elektronide koguse kohta, see tähendab:

1,602189. 10^-19 Ç. 6,02214. 10²³ = 96486 ° C

Seega, kui teame vooluringi kaudu liikuva aine (n) hulka, korrutage see lihtsalt selle väärtusega me just nägime, et leidsime elektrolüüsiprotsessi läbiviimiseks vajaliku elektrilaengu (Q) kui sa tahad:

See väärtus (96486 C) on tuntud kui Faraday konstant (1F). Seega, kui protsessis kasutatav laeng antakse kaugel ajal, siis saame kasutada kolme reeglitega loodud seoseid ja arvutada elektrolüüsis ladestuva massi summa.

Loe teksti Elektrolüüsi kvantitatiivsete aspektide rakendused täpselt teada, kuidas need arvutused aitavad kaasa elektrolüüsiprotsesside ja isegi patareidega seotud probleemide lahendamisele.

Autor Jennifer Fogaça
Lõpetanud keemia

Kas soovite sellele tekstile viidata koolis või akadeemilises töös? Vaata:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Elektrolüüsi kvantitatiivsed aspektid"; Brasiilia kool. Saadaval: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Juurdepääs 28. juunil 2021.