Az elektrolízis mennyiségi szempontjai. Számítások az elektrolízisben

Az elektrolízis olyan folyamat, amelyet széles körű ipari alkalmazás jellemez, ezért mennyiségi szempontjai rendkívül fontosak a gyárak számára. Például tudnia kell, hogy mennyi reagenst használjon, mennyi ideig hajtsa végre a folyamatot, és a kívánt termékből mennyit kapnak.

A nátrium-klorid (étkezési só) magmás elektrolízise révén az ipar klórgázt állít elő, ezért tudnia kell, hogy milyen mennyiségű klórgázt képesek megszerezni.

Ezenkívül számos fém alkatrész vizes közegben elektrolízisen megy keresztül annak érdekében, hogy egy másik fémmel bevonhatók legyenek, például az arany vagy ezüst ékszerek és a jelmezek esetében. A bevont tárgy színminősége és a korrózió elleni védelem hatékonysága többek között az elektrolízis idejétől és az alkalmazott elektromos áram intenzitásától függ.

Így Michael Faraday (1791-1867) angol fizikus és vegyész elkezdte tanulmányozni ezeket a szempontokat elektrolízissel és több kísérlet után felfedezett néhány törvényt ebben az esetben.

Michael Faraday (1791-1867)

Egyikük megmutatta, hogy az elektródon lerakódott fém tömegmennyisége egyenesen arányos az áramkörön áthaladó elektromos töltés (Q) mennyiségével.

Az elektromos töltést (Q) a következő képlet adja meg:

Mire:

i = elektromos áram intenzitása (egység: amper - A)
t = idő (egység: másodperc - s)

Tehát a töltés mértékegysége A. s, amely megegyezik a coulomb egységgel (C).

Ne álljon meg most... A reklám után még több van;)

1909-ben Robert Andrews Millikan (1868-1953) fizikus megállapította, hogy 1 elektron elektromos töltése egyenlő 1,602189-gyel. 10^-19 Ç.

Robert Andrews Millikan (1868-1953)

Avogadro állandója azt mondja, hogy 1 mol elektronban 6,02214 van. 10²³ elektronok. Tehát az 1 mol elektron áthaladásával hordozott töltés mennyisége megegyezik az egyes elektronok elektromos töltésének szorzatával az 1 mol elektronmennyiségünkkel, vagyis:

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

Ezért, ha tudjuk az áramkörön áthaladó anyagmennyiséget (n), csak szorozzuk meg annak értékével csak azt láttuk, hogy megtaláltuk azt az elektromos töltést (Q), amely az elektrolízis folyamat végrehajtásához szükséges ha akarod:

Ez az érték (96486 C) néven ismert Faraday állandója (1F). Tehát, ha a folyamat során felhasznált töltés messze van megadva, használhatjuk a hármas szabályokkal létrehozott összefüggéseket, és kiszámíthatjuk az elektrolízisben lerakódó tömeg mennyiségét.

Olvasd el a szöveget Az elektrolízis kvantitatív aspektusainak alkalmazásai pontosan tudni, hogy ezek a számítások miként járulhatnak hozzá az elektrolízis folyamatokkal, sőt az akkumulátorokkal kapcsolatos problémák megoldásához.

Írta: Jennifer Fogaça
Kémia szakon végzett

Hivatkozna erre a szövegre egy iskolai vagy tudományos munkában? Néz:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Az elektrolízis mennyiségi vonatkozásai"; Brazil iskola. Elérhető: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Hozzáférés: 2021. június 28.