Elektrolüüsi kvantitatiivsete aspektide rakendused

Tekstis Elektrolüüsi kvantitatiivsed aspektid, nägite mõningaid matemaatilisi seoseid, mis on loodud elektrolüüsiprotsessis osalevate suuruste vahel, näiteks elektrivool (i), protsessi toimumiseks vajalik elektrilaengu kogus (Q) ja aeg (t) viia. Samuti avastati elektrilaengu kogus, mida kantakse, kui elektrone on 1 mool või vastavalt Avogadro konstandile 6.02. 10²³ elektronid.

Lühidalt öeldes on suhted järgmised:

Nüüd on siin kolm näidet, kuidas seda teavet kasutada praktiliste elektrokeemiliste probleemide lahendamiseks. Oluline on märkida, et siin kasutame väärtust 96486 C. Enamikus keemiakirjandustes kasutatakse siiski ümardatud väärtust 96500 C.

1. näide: Vaatleme galvaanilist plaati, mille osa on kaetud hõbedaga. Selle elektrolüütilise protsessi lõpus on Ag-ioonide jaoks kasutatud laengu suurus⁺ kui nad vähendaksid Ag-d, oli see tänapäeval 0,05. Teades, et hõbeda molaarmass on võrdne 108 g / mol, öelge, kui suur oli selle protsessi käigus sadestunud hõbeda mass?

Resolutsioon:

Ag⁺ _(siin) + ja- → Ag_s)
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faraday 108 g
0,05 faraday m
m = 5,4 g

2. näide: Oletame, et teeme nikli sulfaadi vesilahuse (NiSO elektrolüüsi)₄), rakendades 386 sekundi jooksul 0,10 A elektrivoolu. Kui suur on nikli mass, mis katoodil saadakse? (Arvestades: Ni molaarmass = 58,7 g / mol)

Resolutsioon:

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

Kolme reegli loomiseks ja antud juhul moodustunud massi leidmiseks peame kõigepealt leidma elektrilaengu suuruse (Q):

Q = i. t
Q = 0,10. 386
Q = 38,6C

Nii et meil on:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265,82C. g
192972 ° C
m = 0,01474 g või 11,74 mg

3. näide: Meil on kolm elektrolüütilist anumat järjestikku ühendatud ja allutatud 5 A voolule 32 minutiks ja 10 sekundiks. Esimeses vaatis on meil CuSO lahendus₄; teisel on meil FeCl lahus_3; ja kolmandas on meil AgNO lahendus₃. Määrake kolme süvendi elektroodidele sadestatud metallide mass. (Molaarmassid: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Resolutsioon:

Esmalt edastame ajaväärtuse sekunditesse:

1 minut 60 sekundit
32 minutit t
t = 1920 + 10 sekundit = 1930 sekundit

Nende andmete abil saame määrata elektrilaengu suuruse Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Nüüd kasutame sadestunud metallide vastavate masside väljaselgitamiseks kolme vaagis esineva poolreaktsiooni kohta kolme reeglit:

1. Kuuba: 2. Kuuba: 3. Kuuba:

Perse²⁺  + 2e- → Cu_s) Usk³⁺ _(siin) + 3 ja- → Fe_s) Ag⁺ _(siin) + ja- → 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
Lõpetanud keemia

Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm