Applicazioni degli aspetti quantitativi dell'elettrolisi

Nel testo Aspetti quantitativi dell'elettrolisi, hai visto alcune relazioni matematiche che si stabiliscono tra le quantità coinvolte in un processo di elettrolisi, come ad esempio la corrente elettrica (i), la quantità di carica elettrica (Q) necessaria per il verificarsi del processo e il tempo (t) che portare a. È stata anche scoperta la quantità di carica elettrica che viene trasportata quando c'è 1 mole di elettroni o, secondo la costante di Avogadro, 6,02. 10²³ elettroni.

In breve, le relazioni sono:

Ora ecco tre esempi di come è possibile utilizzare queste informazioni per risolvere problemi pratici di elettrochimica. È importante notare che qui usiamo il valore 96486 C. Tuttavia, nella maggior parte della letteratura chimica, viene utilizzato il valore arrotondato 96500 C.

1° Esempio: Si consideri una galvanica in cui una parte è stata rivestita con argento. Al termine di questo processo elettrolitico, la quantità di carica utilizzata per gli ioni Ag⁺ se riducevano l'Ag era 0,05 Faraday. Sapendo che la massa molare dell'argento è pari a 108 g/mol, dire qual è stata la massa dell'argento depositato in questo processo?

Risoluzione:

Ag⁺ _(Qui) + e- → Ag_(S)
↓ ↓
1 mole e-1 mole
↓ ↓
1 faraday 108 g
0,05 Faraday m
m = 5,4 g

2° Esempio: Supponiamo di eseguire l'elettrolisi di una soluzione acquosa di solfato di nichel (NiSO₄), applicando una corrente elettrica pari a 0,10 A per 386 secondi. Quale sarà la massa di nichel che si otterrà al catodo? (Dato: massa molare di Ni = 58,7 g/mol)

Risoluzione:

Ni²⁺  + 2e- → Ni_(S)
↓ ↓
2 moli e-1 moli
↓ ↓
2 (96486 C) 58,7 g

Per creare una relazione della regola del tre e trovare la massa che si è formata in questo caso, dobbiamo prima trovare la quantità di carica elettrica (Q):

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

Quindi abbiamo:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265.82C. g
192972 Do
m = 0,01174 g o 11,74 mg

3° Esempio: Abbiamo tre vasche elettrolitiche collegate in serie e sottoposte ad una corrente di 5 A per un tempo di 32 minuti e 10 secondi. Nella prima vasca abbiamo una soluzione CuSO₄; sul secondo abbiamo una soluzione di FeCl_3; e nel terzo abbiamo una soluzione AgNO₃. Determinare le masse di ciascuno dei metalli depositati sugli elettrodi dei tre pozzetti. (Masse molari: Cu = 63,5 g/mol, Fe = 56 g/mol, Ag = 108 g/mol).

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Risoluzione:

Per prima cosa, passiamo il valore del tempo ai secondi:

1 minuto 60 secondi
32 minuti a
t = 1920 + 10 secondi = 1930 secondi

Con questi dati, possiamo determinare la quantità di carica elettrica Q:

Q = io. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 C

Ora, usiamo regole di tre per ciascuna delle semireazioni che si verificano nelle tre vasche per scoprire le rispettive masse di metalli depositati:

1° Cuba: 2° Cuba: 3° Cuba:

Culo²⁺  + 2e- → Cu_(S) Fede³⁺ _(Qui) + 3 e- → Fe_(S) Ag⁺ _(Qui) + e- → 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 Cm 9650 Cm 9650 Cm
m 3,175 g di Cu_(S)m ≈ 1.867 g di Fe_(S)m = 10,8 g di Ag_(S)

di Jennifer Fogaça
Laureato in Chimica

Vorresti fare riferimento a questo testo in un lavoro scolastico o accademico? Guarda:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Applicazioni degli aspetti quantitativi dell'elettrolisi"; Scuola Brasile. Disponibile in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Consultato il 28 giugno 2021.