W tekście Ilościowe aspekty elektrolizy, widziałeś pewne matematyczne zależności, które są ustalane między wielkościami biorącymi udział w procesie elektrolizy, takie jak prąd elektryczny (i), ilość ładunku elektrycznego (Q) potrzebnego do zajścia procesu oraz czas (t), który prowadzić do. Odkryto również ilość ładunku elektrycznego, który jest przenoszony, gdy jest 1 mol elektronów lub, zgodnie ze stałą Avogadro, 6,02. 1023 elektrony.
Krótko mówiąc, relacje to:
Oto trzy przykłady wykorzystania tych informacji do rozwiązywania praktycznych problemów elektrochemicznych. Należy zauważyć, że tutaj używamy wartości 96486 C. Jednak w większości literatury chemicznej stosuje się zaokrągloną wartość 96500 C.
Pierwszy przykład: Rozważ galwanizację, w której część została pokryta srebrem. Pod koniec tego procesu elektrolitycznego ilość ładunku użytego dla jonów Ag+ jeśli zmniejszyli Ag, było to 0,05 faradaya. Wiedząc, że masa molowa srebra wynosi 108 g/mol, powiedz, jaka była masa srebra osadzonego w tym procesie?
Rozkład:
Ag+ (tutaj) + i- → Ag(y)
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faraday 108 g
0,05 faradaya mln
m = 5,4 g
Drugi przykład: Załóżmy, że przeprowadzamy elektrolizę wodnego roztworu siarczanu niklu (NiSO4), przykładając prąd elektryczny równy 0,10 A przez 386 sekund. Jaka będzie masa niklu, który zostanie uzyskany na katodzie? (Dane: masa molowa Ni = 58,7 g/mol)
Rozkład:
Ni2+ + 2e- → Ni(y)
↓ ↓
2 mol e-1 mol
↓ ↓
2 (96486 C) 58,7g
Aby stworzyć zależność według zasady trzech i znaleźć masę, która powstała w tym przypadku, najpierw musimy znaleźć ilość ładunku elektrycznego (Q):
Q = ja. t
Q = 0,10. 386
Q = 38,6 C
Więc mamy:
2 (96486 C) 58,7g
38,6 cm
m = 2265,82C. sol
192972 C
m = 0,01174 g lub 11,74 mg
Trzeci przykład: Mamy trzy kadzie elektrolityczne połączone szeregowo i poddane działaniu prądu 5 A przez czas 32 minut i 10 sekund. W pierwszej kadzi mamy rozwiązanie CuSO4; na drugim mamy roztwór FeCl3; a w trzecim mamy rozwiązanie AgNO3. Określ masy każdego z metali osadzonych na elektrodach trzech studzienek. (Masy molowe: Cu = 63,5 g/mol, Fe = 56 g/mol, Ag = 108 g/mol).
Rozkład:
Najpierw przekażmy wartość czasu do sekund:
1 minuta 60 sekund
32 minuty
t = 1920 + 10 sekund = 1930 sekund
Dzięki tym danym możemy określić ilość ładunku elektrycznego Q:
Q = ja. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 C
Teraz stosujemy reguły trzech dla każdej z połówkowych reakcji zachodzących w trzech kadziach, aby określić odpowiednie masy osadzonych metali:
1. Kuba: 2. Kuba: 3. Kuba:
Tyłek2+ + 2e- → Cu(y) Wiara3+ (tutaj) + 3 i- → Fe(y) Ag+ (tutaj) + i- → Ag(y)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
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 Cm 9650 Cm 9650 Cm²
m≈ 3,175 g Cu(y)m≈ 1,867 g Fe(y)m = 10,8 g Ag(y)
Jennifer Fogaça
Absolwent chemii
Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm
