Elektrolīzes kvantitatīvo aspektu pielietojums

Tekstā Elektrolīzes kvantitatīvie aspekti, jūs redzējāt dažas matemātiskas sakarības, kas izveidotas starp elektrolīzes procesā iesaistītajiem lielumiem, piemēram, elektriskā strāva (i), procesa norisei nepieciešamais elektriskā lādiņa daudzums (Q) un laiks (t), kas noved pie. Tika atklāts arī elektriskā lādiņa daudzums, kas tiek pārvadāts, ja ir 1 mols elektronu vai, saskaņā ar Avogadro konstanti, 6,02. 10²³ elektroni.

Īsāk sakot, attiecības ir:

Tagad šeit ir trīs piemēri, kā jūs varat izmantot šo informāciju, lai atrisinātu praktiskas elektroķīmijas problēmas. Ir svarīgi atzīmēt, ka šeit mēs izmantojam vērtību 96486 C. Tomēr lielākajā daļā ķīmiskās literatūras tiek izmantota noapaļotā vērtība 96500 C.

1. piemērs: Apsveriet galvanisko pārklājumu, kurā daļa ir pārklāta ar sudrabu. Šī elektrolītiskā procesa beigās lādiņa daudzums, kas izmantots Ag joniem⁺ ja viņi samazināja Ag, tas bija 0,05 faraday. Zinot, ka sudraba molārā masa ir vienāda ar 108 g / mol, sakiet, kāda bija sudraba masa šajā procesā?

Izšķirtspēja:

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

2. piemērs: Pieņemsim, ka mēs veicam niķeļa sulfāta ūdens šķīduma (NiSO₄), 386 sekundes iedarbinot elektrisko strāvu, kas vienāda ar 0,10 A. Kāda būs niķeļa masa, kas tiks iegūta pie katoda? (Ņemot vērā: Ni molārā masa = 58,7 g / mol)

Izšķirtspēja:

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

Lai izveidotu trīs noteikumu attiecību un atrastu masu, kas izveidojās šajā gadījumā, vispirms jāatrod elektriskā lādiņa daudzums (Q):

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

Tātad mums ir:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265.82C. g
192972. gads
m = 0,0174 g vai 11,74 mg

3. piemērs: Mums ir trīs elektrolītiskās tvertnes, kas savienotas virknē un tiek pakļautas 5 A strāvai 32 minūtes un 10 sekundes. Pirmajā cisternā mums ir CuSO risinājums₄; otrajā, mums ir FeCl šķīdums_3; un trešajā - mums ir AgNO risinājums₃. Nosaka katra metāla masu, kas nogulsnējies uz trīs urbumu elektrodiem. (Molārās masas: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Izšķirtspēja:

Vispirms nodosim laika vērtību sekundēm:

1 minūte 60 sekundes
32 minūtes t
t = 1920 + 10 sekundes = 1930 sekundes

Izmantojot šos datus, mēs varam noteikt elektriskās lādiņa daudzumu Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 ° C

Tagad mēs izmantojam trīs noteikumus katrai pusreakcijai, kas notiek trijās tvertnēs, lai uzzinātu nogulsnēto metālu attiecīgās masas:

1. Kuba: 2. Kuba: 3. Kuba:

Ass²⁺  + 2e- → Cu_s) Ticība³⁺ _(šeit) + 3 un- → Fe_s) Ag⁺ _(šeit) + un- → 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_s)m ≈ 1,867 g Fe_s)m = 10,8 g Ag_s)

Autore Jennifer Fogaça
Beidzis ķīmiju

Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm