Elektrolizė yra procesas, kuris plačiai naudojamas pramonėje, todėl jo kiekybiniai aspektai yra ypač svarbūs gamykloms. Pavyzdžiui, jie turi žinoti, kiek reagento naudoti, kiek laiko atlikti procesą ir kiek norimo produkto jie gaus.
Natrio chlorido (valgomosios druskos) magminę elektrolizę pramonė gamina chloro dujas, todėl jie turi žinoti, kokį kiekį chloro dujų jie galės gauti.
Be to, kelios metalinės dalys elektrolizuojamos vandeninėje terpėje, kad būtų padengtos kitu metalu, kaip aukso ar sidabro brangenybės ir bižuterijos. Dengto objekto spalvos kokybė ir apsaugos nuo jo korozijos efektyvumas, be kita ko, priklauso nuo elektrolizės laiko ir naudojamos elektros srovės intensyvumo.
Taigi anglų fizikas ir chemikas Michaelas Faraday (1791-1867) ėmė tyrinėti šiuos aspektus dalyvaujant elektrolizei ir po kelių eksperimentų jis atrado keletą įstatymų tuo atveju.
Michaelas Faraday (1791-1867)
Vienas iš jų parodė, kad metalo, kuris nusėda ant elektrodo, masės kiekis yra tiesiogiai proporcingas elektros grandinės (Q) kiekiui, einančiam per grandinę.
Elektrinis krūvis (Q) apskaičiuojamas pagal šią formulę:
Ant ko:
i = elektros srovės intensyvumas (vienetas: amperas - A)
t = laikas (vienetas: sekundės - s)
Taigi įkrovimo vienetas būtų A. s, kuris yra lygus kulono vienetui (C).
1909 metais fizikas Robertas Andrewsas Millikanas (1868-1953) nustatė, kad 1 elektrono elektros krūvis yra lygus 1,602189. 10-19 Ç.
Robertas Andrewsas Millikanas (1868-1953)
Avogadro konstanta sako, kad 1 molyje elektronų yra 6,02214. 1023 elektronai. Taigi krūvio, kurį perneša 1 mol elektronų, kiekis yra lygus kiekvieno elektrono elektrinio krūvio sandaugai iš elektronų kiekio, kurį turime 1 mol, tai yra:
1,602189. 10-19 Ç. 6,02214. 1023 = 96486 ° C
Todėl, jei žinome materijos (n) kiekį, kuris keliauja per grandinę, tiesiog padauginkite iš tos vertės ką tik pamatėme, kad radome elektrinį krūvį (Q), kurio reikės elektrolizės procesui atlikti Jeigu nori:
Ši vertė (96486 C) yra žinoma kaip Faradėjaus konstanta (1F). Taigi, jei procese naudojamas krūvis yra pateiktas faraday, tada mes galime naudoti santykius, nustatytus trijų taisyklėmis, ir apskaičiuoti masės kiekį, kuris bus nusodintas elektrolizėje.
Perskaityk tekstą Elektrolizės kiekybinių aspektų taikymas tiksliai žinoti, kaip šie skaičiavimai gali padėti išspręsti su elektrolizės procesais ir net baterijomis susijusias problemas.
Jennifer Fogaça
Baigė chemiją
Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm