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 tijekom 32 minute i 10 sekundi. U prvoj kadici imamo CuSO rješenje4; s druge strane imamo rješenje FeCl3; 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).
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
Izvor: Brazil škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm