Elektrolyysin kvantitatiivisten näkökohtien sovellukset

Tekstissä Elektrolyysin kvantitatiiviset näkökohdat, olet nähnyt joitain matemaattisia suhteita, jotka muodostuvat elektrolyysiprosessiin osallistuvien määrien välillä, kuten sähkövirta (i), prosessin esiintymiseen tarvittava sähkövaraus (Q) ja aika (t) johtaa. Havaittiin myös sähkövaraus, joka kuluu, kun elektroneja on 1 mooli tai Avogadron vakion mukaan 6,02. 10²³ elektronit.

Lyhyesti sanottuna suhteet ovat:

Tässä on kolme esimerkkiä siitä, miten voit käyttää näitä tietoja käytännön sähkökemian ongelmien ratkaisemiseen. On tärkeää huomata, että tässä käytetään arvoa 96486 C. Useimmissa kemiallisissa kirjallisuuksissa käytetään kuitenkin pyöristettyä arvoa 96500 C.

1. esimerkki: Tarkastellaan galvanointia, jossa osa on päällystetty hopealla. Tämän elektrolyysiprosessin lopussa Ag-ioneille käytetty varauksen määrä⁺ jos he pienensivät Ag: ta, se oli tänään 0,05. Kun tiedät, että hopean moolimassa on 108 g / mol, sano kuinka suuri oli tässä prosessissa kerrostuneen hopean massa?

Resoluutio:

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

2. esimerkki: Oletetaan, että suoritamme nikkelisulfaatin (NiSO₄) käyttämällä 0,10 A: n suuruista sähkövirtaa 386 sekunnin ajan. Mikä on nikkelin massa, joka saadaan katodilla? (Annettu: Ni: n moolimassa = 58,7 g / mol)

Resoluutio:

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

Kolmen säännön luomiseksi ja tässä tapauksessa muodostuneen massan löytämiseksi meidän on ensin löydettävä sähkövarauksen määrä (Q):

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

Joten meillä on:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265,82C. g
192972 ° C
m = 0,011174 g tai 11,74 mg

Kolmas esimerkki: Meillä on kolme sarjaan kytkettyä elektrolyyttisäiliötä, joille altistetaan 5 A: n virta 32 minuutin ja 10 sekunnin ajan. Ensimmäisessä altaassa meillä on CuSO-ratkaisu₄; toisessa meillä on FeCl-ratkaisu_3; ja kolmannessa meillä on AgNO-ratkaisu₃. Määritä kunkin kuopan elektrodeille kerrostettujen metallien massat. (Moolimassa: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)

Resoluutio:

Siirretään ensin aika-arvo sekunteihin:

1 minuutti 60 sekuntia
32 minuuttia t
t = 1920 + 10 sekuntia = 1930 sekuntia

Näillä tiedoilla voimme määrittää sähkövarauksen määrän Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Nyt käytämme kolmen säännön säännöksiä kullekin kolmessa astiassa esiintyvälle puolireaktiolle selvittääkseen kerrostuneiden metallien vastaavat massat:

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

Perse²⁺  + 2e- → Cu_s Usko³⁺ _(tässä) + 3 ja- → Fe_s Ag⁺ _(tässä) + 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_sm - 1,867 g Fe: tä_sm = 10,8 g Ag: a_s

Kirjailija: Jennifer Fogaça
Valmistunut kemian alalta

Haluatko viitata tähän tekstiin koulussa tai akateemisessa työssä? Katso:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Elektrolyysin kvantitatiivisten näkökohtien sovellukset"; Brasilian koulu. Saatavilla: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Pääsy 28. kesäkuuta 2021.