სერიული ელექტროლიზი. გამოთვლები სერიის ელექტროლიზში

ელექტროლიზი ზოგადად შეისწავლება ელექტროქიმიაში, როგორც სისტემა, რომელიც შეიცავს დღგ ან ელექტროლიზურ უჯრედს (კონტეინერი) თხევადი ნივთიერებით ან ხსნარში, რომელშიც ორი ელექტროდია ჩაძირული (კათოდური ან უარყოფითი ბოძი და ანოდი ან ბოძი პოზიტიური). ასეთი ელექტროდები უკავშირდება გენერატორს (უჯრედს ან ბატარეას), რომელიც ჩართვისას ელექტროენერგიას ატარებს ა ელექტროდი სხვას თხევადი გზით, იწვევს ჟანგვა-შემცირების რეაქციებს, რომლებიც გარდაქმნის ელექტრო ენერგიას ენერგიად ქიმია.

ამასთან, როდესაც ელექტროლიზი გამოიყენება ინდუსტრიებში, პრაქტიკაში ეს არ არის მხოლოდ ელექტროქიმიური უჯრედი, რომელსაც აქვს ორი ელექტროდი; არამედ რამდენიმე უზარმაზარი ტანკი, რომლებიც სერიულად არის დაკავშირებული, როგორც ეს ნაჩვენებია სურათზე. გარდა ამისა, მხოლოდ ერთი გენერატორი საკმარისი სიმძლავრით გამოიყენება ყველა ამ ტანკის მომსახურებაში, რადგან თუ თითოეული ავზისთვის გამოიყენებოდა გენერატორი, ეკონომიკური ზარალის შედეგად წარმოება შეუძლებელი გახდებოდა სამრეწველო.

ტექსტში ელექტროლიზის რაოდენობრივი ასპექტები ნაჩვენებია, რომ ელექტრული მუხტის ფორმულის საშუალებით (Q = i. უ) და ფარადეის მუდმივის (96500 C) მიმართებით ნივთიერებების მოლურ მასებთან და ნახევრად რეაქციებთან დაბალანსებული კათოდური და ანოდური, შესაძლებელია განისაზღვროს ნივთიერებათა მასა, რომელიც გარდაიქმნა ან მიღებულია ქვაბში ელექტროლიტური.

ეს ასევე შეიძლება გაკეთდეს სერიული ელექტროლიზის შემთხვევაში. მაგრამ უნდა გავითვალისწინოთ ორი ფაქტორი:

1. ვინაიდან გენერატორი ერთია ელექტროლიტური უჯრედებისათვის, ელექტროენერგიის დრო (t) და ინტენსივობა (i) იგივე იქნება ყველა უჯრედისთვის. ამიტომ, ელექტრული მუხტი (Q) იგივე იქნება ყველა უჯრედისთვის;

2. თითოეულ უჯრედში მიღებული ან გარდაქმნილი მასა განსხვავებული იქნება, ვინაიდან თითოეულში არსებული ნივთიერებები განსხვავებულია. ეს იმიტომ ხდება, რომ, მაგალითად, Zn იონი²⁺ მოითხოვს ორჯერ მეტ ელექტრონს, ვიდრე Ag იონი¹⁺. ამ მასების გამოთვლა შესაძლებელია სამი წესის გამოყენებით ან უშუალოდ ქვემოთ მოცემული ფორმულის გამოყენებით:

მ = __ მ. Q__
q 96500

რაზე:

M = თითოეული ნივთიერების მოლური მასა;
Q = სისტემის ელექტრული მუხტი;
q = იონის მუხტები, მაგ., თუ ​​იონებია Ag¹⁺, q- ის მნიშვნელობა იქნება 1.

იხილეთ მაგალითი, თუ როგორ უნდა შესრულდეს ამ ტიპის გაანგარიშება:

მაგალითი: სერიულად არის დაკავშირებული სამი ელექტროლიტური ვაზი, რომელთაგან თითოეული შეიცავს AgNO₃, CuSO₄ და ZnCℓ₂. იმის ცოდნა, რომ 108 გრ მეტალი ვერცხლი იყო დეპოზიტში, შეიძლება დავასკვნათ, რომ შემდეგებიც იქნა დეპონირებული:

ა) 31,75 გ მეტალის სპილენძი.

ბ) 65,4 გ ​​მეტალის თუთია.

გ) 63,5 გ მეტალის სპილენძი.

დ) 108 გრ მეტალის სპილენძი.

ე) 108 გ მეტალიკი თუთია.

(ატომური მასები: Ag = 108; Cu = 63,5; Zn = 65,4).

რეზოლუცია:

პირველ ელექტროლიზურ უჯრედში აღმოჩენილი მასიდან შეგვიძლია აღმოვაჩინოთ სისტემის ელექტრული მუხტი, რომელიც იგივეა ყველა უჯრედისთვის:

აღ⁺ + 1 ე^-→ აღ
↓ ↓
1 მოლი 1 მოლი

1 მოლი. 96500 C 108 გ (მოლური მასა)
Q 108 გ (მიღებული მასა)
Q = 96500C

ამ მნიშვნელობით, ჩვენ შეგვიძლია სხვა მეტალების მასების აღმოჩენა. ეს შეიძლება გაკეთდეს სამი წესის ან ფორმულის საშუალებით, რომელიც ადრე იყო მოცემული:

• სამის წესით:

მე -2 ელექტროლიტური თასი: მე –3 ელექტროლიტური თასი:

ას²⁺ + 2 ე^-→ Cu Zn⁺² + 2 ე^-N Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 მოლი 1 მოლი 2 მოლი 1 მოლი 
2. 96500 C 63,5 გ 2. 96500 C 65,4 გ
96500 სმ_ას 96500 სმ_Zn
მ_ას = 31,75 გმ_Zn = 32,7 გ

• ფორმულით: m = __ მ. Q__
  q 96500

მე -2 ელექტროლიტური თასი: მე –3 ელექტროლიტური თასი:

მ_ას = (63,5). (96500) მ_Zn = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
მ_ას = 31,75 გმ_Zn = 32,7 გ

ამიტომ, სწორი ალტერნატივაა ასო "ა".

ჯენიფერ ფოგაჩას მიერ
დაამთავრა ქიმია

წყარო: ბრაზილიის სკოლა - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm