Последовательный электролиз. Расчеты при последовательном электролизе

Электролиз обычно изучается в электрохимии как система, содержащая чан или электролитическую ячейку (контейнер). с жидким веществом или в растворе, в который погружены два электрода (катод или отрицательный полюс и анод или полюс положительный). Такие электроды подключены к генератору (элементу или батарее), который при включении проводит электричество от электрод к другому через жидкость, вызывая окислительно-восстановительные реакции, которые преобразуют электрическую энергию в энергию химия.

Однако, когда электролиз применяется в промышленности, на практике это не просто электрохимическая ячейка с двумя электродами; а скорее несколько огромных танков, соединенных последовательно, как показано на начальном изображении. Кроме того, для обслуживания всех этих резервуаров используется только один генератор с достаточной мощностью, потому что, если бы генератор использовался для каждого резервуара, экономические потери сделали бы производство невозможным промышленный.

В тексте Количественные аспекты электролиза

было показано, что с помощью формулы электрического заряда (Q = i. t) и через связь постоянной Фарадея (96500 C) с молярными массами веществ и с полуреакциями сбалансированный катодный и анодный, можно определить массу вещества, которое было преобразовано или получено в чане электролитический.

Это также можно сделать в случае последовательного электролиза. Но необходимо учитывать два фактора:

1. Поскольку генератор один для всех электролитических ячеек, время (t) и сила электрического тока (i) будут одинаковыми для всех ячеек. Следовательно, электрический заряд (Q) также будет одинаковым для всех ячеек;

2. Масса, полученная или преобразованная в каждой ячейке, будет разной., поскольку вещества, содержащиеся в каждом из них, различны. Это потому, что, например, ион Zn²⁺ требует вдвое больше электронов, чем ион Ag¹⁺. Эти массы можно рассчитать по правилу трех или напрямую по формуле ниже:

m = __М. Q__
q. 96500

На что:

M = молярная масса каждого вещества;
Q = электрический заряд системы;
q = заряды ионов, например, если ионы Ag¹⁺, значение q будет равно 1.

См. Пример того, как выполнить этот тип расчета:

Пример: Есть три соединенных последовательно электролитических ванны, каждая из которых содержит AgNO.₃, CuSO₄ и ZnCℓ₂. Зная, что 108 г металлического серебра было помещено в первую ванну, можно сделать вывод, что также были отложены следующие элементы:

а) 31,75 г металлической меди.

б) 65,4 г металлического цинка.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

в) 63,5 г металлической меди.

г) 108 г металлической меди.

д) 108 г металлического цинка.

(Атомные массы: Ag = 108; Cu = 63,5; Zn = 65,4).

Разрешение:

По массе, найденной в первой электролитической ячейке, мы можем определить электрический заряд системы, который одинаков для всех ячеек:

Ag⁺ + 1e^-→ Ag
↓ ↓
1 моль 1 моль

1моль. 96500 C 108 г (молярная масса)
Q 108 г (полученная масса)
Q = 96500C

Имея это значение, мы можем обнаружить массы других металлов. Это можно сделать с помощью правила трех или формулы, приведенной ранее:

• По правилу трех:

2-я электролитическая чаша: 3-я электролитическая чаша:

Жопа²⁺ + 2e^-→ Cu Zn⁺² + 2e^-→ Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 моль 1 моль 2 моль 1 моль 
2. 96500 C 63,5 г 2. 96500 C 65,4 г
96500 см_Жопа 96500 см_Zn
м_Жопа = 31,75 гм_Zn = 32,7 г

• По формуле: m = __М. Q__
  q. 96500

2-я электролитическая чаша: 3-я электролитическая чаша:

м_Жопа = (63,5). (96500) м_Zn = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
м_Жопа = 31,75 гм_Zn = 32,7 г

Поэтому правильная альтернатива - буква «а».

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы использовать этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Серийный электролиз»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm. Доступ 28 июня 2021 г.