Elektrolizės kiekybinių aspektų taikymas

Tekste Kiekybiniai elektrolizės aspektai, matėte kai kuriuos matematinius ryšius, nustatytus tarp elektrolizės procese dalyvaujančių dydžių, pvz elektros srovė (i), elektros įkrovos kiekis (Q), reikalingas procesui įvykti, ir laikas (t) Vesti į. Taip pat buvo atrastas elektros krūvio kiekis, perduodamas, kai yra 1 molis elektronų, arba, pagal Avogadro konstantą, 6,02. 10²³ elektronai.

Trumpai tariant, santykiai yra:

Dabar pateikiami trys pavyzdžiai, kaip galite naudoti šią informaciją spręsdami praktines elektrochemijos problemas. Svarbu pažymėti, kad čia mes naudojame 96486 C vertę. Tačiau daugumoje cheminių medžiagų literatūros naudojama suapvalinta vertė 96500 C.

1-as pavyzdys: Apsvarstykite galvanizą, kurio dalis buvo padengta sidabru. Pasibaigus šiam elektrolitiniam procesui, sunaudojamas Ag jonams krūvio kiekis⁺ jei jie sumažino Ag, tai buvo 0,05. Žinodami, kad molinė sidabro masė lygi 108 g / mol, pasakykite, kokia buvo sidabro masė, nusėdusi šiame procese?

Rezoliucija:

Ag⁺ _(čia) + ir- → Ag_s
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faraday 108 g
0,05 faraday m
m = 5,4 g

2-as pavyzdys: Tarkime, mes atliekame nikelio sulfato (NiSO₄), 386 sekundes veikiant 0,10 A elektros srovei. Kokia bus nikelio masė, kuri bus gauta prie katodo? (Duota: molinė Ni masė = 58,7 g / mol)

Rezoliucija:

Ni²⁺  + 2e- → Ni_s
↓ ↓
2 mol e-1 mol
↓ ↓
2 (96486 C) 58,7 g

Norėdami sukurti trijų santykių taisyklę ir rasti šiuo atveju susidariusią masę, pirmiausia turime rasti elektros krūvio kiekį (Q):

Q = i. t
Q = 0,10. 386
Q = 38,6 ° C

Taigi mes turime:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265,82 ° C. g
192972 m
m = 0,01474 g arba 11,74 mg

3-as pavyzdys: Mes turime tris nuosekliai sujungtas elektrolitines talpas, kurios veikiamos 5 A srove 32 minutes ir 10 sekundžių. Pirmoje talpykloje turime CuSO tirpalą₄; antra, mes turime FeCl tirpalą_3; trečia, mes turime „AgNO“ sprendimą₃. Nustatykite kiekvieno iš trijų duobučių elektrodų nusėdusių metalų masę. (Molinės masės: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Rezoliucija:

Pirmiausia perduokime laiko reikšmę sekundėms:

1 minutė 60 sekundžių
32 minutės t
t = 1920 + 10 sekundžių = 1930 sekundžių

Turėdami šiuos duomenis, galime nustatyti elektros krūvio dydį Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Dabar kiekvienai iš trijų reakcijų, vykstančių trijose talpyklose, mes naudojame tris taisykles, kad sužinotume atitinkamas nusodintų metalų mases:

1 Kuba: 2 Kuba: 3 Kuba:

Asilas²⁺  + 2e- → Cu_s Tikėjimas³⁺ _(čia) + 3 ir- → Fe_s Ag⁺ _(čia) + ir- → 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_sm ≈ 1,867 g Fe_sm = 10,8 g Ag_s

Jennifer Fogaça
Baigė chemiją

Šaltinis: Brazilijos mokykla - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm