Anvendelser av kvantitative aspekter av elektrolyse

I teksten Kvantitative aspekter ved elektrolyse, så du noen matematiske forhold som er etablert mellom mengdene involvert i en elektrolyseprosess, som f.eks den elektriske strømmen (i), mengden elektrisk ladning (Q) som trengs for at prosessen skal skje og tiden (t) som føre til. Det ble også oppdaget mengden elektrisk ladning som bæres når det er 1 mol elektroner, eller ifølge Avogadros konstant, 6.02. 10²³ elektroner.

Kort fortalt er forholdene:

Her er tre eksempler på hvordan du kan bruke denne informasjonen til å løse praktiske elektrokjemiproblemer. Det er viktig å merke seg at her bruker vi verdien 96486 C. Imidlertid, i de fleste kjemiske litteraturer, brukes den avrundede verdien 96500 C.

Første eksempel: Vurder en galvanisering der en del er belagt med sølv. På slutten av denne elektrolytiske prosessen, mengden ladning som brukes til Ag-ionene⁺ hvis de reduserte Ag var det 0,05 faraday. Når du vet at molarmassen av sølv er lik 108 g / mol, si hva var massen av sølv avsatt i denne prosessen?

Vedtak:

Ag⁺ _(her) + og- → Ag_(s)
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faradag 108 g
0,05 faraday m
m = 5,4 g

2. eksempel: La oss si at vi gjennomfører elektrolysen av en vandig løsning av nikkelsulfat (NiSO)₄), og påfører en elektrisk strøm lik 0,10 A i 386 sekunder. Hva blir massen av nikkel som vil bli oppnådd ved katoden? (Gitt: molær masse av Ni = 58,7 g / mol)

Vedtak:

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

For å lage et forhold mellom tre og tre og finne massen som ble dannet i dette tilfellet, må vi først finne mengden elektrisk ladning (Q):

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

Så vi har:

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

3. eksempel: Vi har tre elektrolytiske kar som er koblet i serie og utsatt for en strøm på 5 A i en periode på 32 minutter og 10 sekunder. I det første karet har vi en CuSO-løsning₄; på den andre har vi en FeCl-løsning_3; og i den tredje har vi en AgNO-løsning₃. Bestem massene til hvert av metallene som er avsatt på elektrodene i de tre brønnene. (Molarmasser: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Ikke stopp nå... Det er mer etter annonseringen;)

Vedtak:

La oss først gi tidsverdien til sekunder:

1 minutt og 60 sekunder
32 minutter t
t = 1920 + 10 sekunder = 1930 sekunder

Med disse dataene kan vi bestemme mengden elektrisk ladning Q:

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

Nå bruker vi regler på tre for hver av halvreaksjonene som forekommer i de tre karene for å finne ut de respektive massene av avsatte metaller:

1. Cuba: 2. Cuba: 3. Cuba:

Ass²⁺  + 2e- → Cu_(s) Tro³⁺ _(her) + 3 og- → Fe_(s) Ag⁺ _(her) + og- → 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)

Av Jennifer Fogaça
Uteksamen i kjemi

Vil du referere til denne teksten i et skole- eller akademisk arbeid? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Anvendelser av de kvantitative aspektene ved elektrolyse"; Brasilskolen. Tilgjengelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Tilgang 28. juni 2021.