Primjene kvantitativnih aspekata elektrolize

U tekstu Kvantitativni aspekti elektrolize, vidjeli ste neke matematičke odnose koji se uspostavljaju između veličina uključenih u proces elektrolize, kao što je električna struja (i), količina električnog naboja (Q) potrebna da se proces dogodi i vrijeme (t) koje dovesti do. Otkrivena je i količina električnog naboja koji se prenosi kada postoji 1 mol elektrona ili, prema Avogadrovoj konstanti, 6,02. 10²³ elektroni.

Ukratko, odnosi su:

Evo tri primjera kako možete koristiti ove informacije za rješavanje praktičnih problema s elektrokemijom. Važno je napomenuti da ovdje koristimo vrijednost 96486 C. Međutim, u većini kemijske literature koristi se zaokružena vrijednost 96500 C.

1. primjer: Razmotrimo galvanizaciju u kojoj je dio presvučen srebrom. Na kraju ovog elektrolitskog procesa, količina naboja koja se koristi za ione Ag⁺ ako su smanjili Ag bilo je 0,05 faradaya. Znajući da je molarna masa srebra jednaka 108 g / mol, recite kolika je masa srebra nataložena u ovom procesu?

Rješenje:

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

2. primjer: Recimo da provodimo elektrolizu vodene otopine nikal sulfata (NiSO₄), primjenjujući električnu struju jednaku 0,10 A tijekom 386 sekundi. Kolika će biti masa nikla koji će se dobiti na katodi? (Dato: molarna masa Ni = 58,7 g / mol)

Rješenje:

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

Da bismo uspostavili odnos pravilo tri i pronašli masu koja je nastala u ovom slučaju, prvo moramo pronaći količinu električnog naboja (Q):

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

Tako imamo:

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

3. primjer: Imamo tri elektrolitske posude povezane u seriju i podvrgnute struji od 5 A u vremenu od 32 minute i 10 sekundi. U prvoj kadici imamo CuSO rješenje₄; s druge strane imamo rješenje FeCl_3; a u trećem imamo rješenje AgNO₃. Odredite mase svakog od metala taloženih na elektrodama triju jažica. (Molarne mase: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Ne zaustavljaj se sada... Ima još toga nakon oglašavanja;)

Rješenje:

Prvo, proslijedimo vrijednost vremena u sekunde:

1 minuta 60 sekundi
32 minute t
t = 1920 + 10 sekundi = 1930 sekundi

Pomoću ovih podataka možemo odrediti količinu električnog naboja Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Sada koristimo pravila tri za svaku od polovičnih reakcija koje se događaju u tri posude da bismo otkrili odgovarajuće mase taloženih metala:

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

Dupe²⁺  + 2e- → Cu_(s) Vjera³⁺ _(ovdje) + 3 i- → Fe_(s) Ag⁺ _(ovdje) + i- → 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)

Napisala Jennifer Fogaça
Diplomirao kemiju

Želite li uputiti ovaj tekst u školskom ili akademskom radu? Izgled:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Primjene kvantitativnih aspekata elektrolize"; Brazil škola. Dostupno u: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Pristupljeno 28. lipnja 2021.