Elektrolýza je proces, ktorý má široké priemyselné využitie, a preto sú jeho kvantitatívne aspekty pre továrne mimoriadne dôležité. Potrebujú napríklad vedieť, koľko činidla majú použiť, ako dlho vykonať proces a koľko požadovaného produktu dostanú.
Priemyselnou elektrolýzou chloridu sodného (kuchynská soľ) priemyselné odvetvia vyrábajú plynný chlór, takže musia vedieť, aké množstvo plynného chlóru budú môcť získať.
Niektoré kovové časti navyše podliehajú elektrolýze vo vodnom prostredí, aby boli pokryté iným kovom, ako je to v prípade zlatých alebo strieborných polodrahokamov a bižutérie. Kvalita farby natieraného predmetu a účinnosť ochrany proti jeho korózii závisia okrem iného od času elektrolýzy a intenzity použitého elektrického prúdu.
Anglický fyzik a chemik Michael Faraday (1791-1867) teda začal študovať tieto aspekty zahŕňajúcej elektrolýzu a po niekoľkých experimentoch objavil niektoré zákony v tom prípade.
Michael Faraday (1791-1867)
Jeden z nich ukázal, že množstvo hmoty kovu, ktoré sa usadzuje na elektróde, je priamo úmerné množstvu elektrického náboja (Q), ktorý prechádza obvodom.
Elektrický náboj (Q) je daný týmto vzorcom:
Na čom:
i = intenzita elektrického prúdu (jednotka: ampér - A)
t = čas (jednotka: sekundy - s)
Jednotkou poplatku by teda bola A. s, ktorá sa rovná coulombovej jednotke (C).
V roku 1909 fyzik Robert Andrews Millikan (1868-1953) zistil, že elektrický náboj 1 elektrónu sa rovná 1,602189. 10-19 Ç.
Robert Andrews Millikan (1868-1953)
Avogadrova konštanta hovorí, že v 1 móle elektrónov je 6,02214. 1023 elektróny. Množstvo náboja prenášaného prechodom 1 mólu elektrónov sa teda rovná súčinu elektrického náboja každého elektrónu a množstva elektrónov, ktoré máme v 1 móle, to znamená:
1,602189. 10-19 Ç. 6,02214. 1023 = 96486 ° C
Preto, ak poznáme množstvo hmoty (n), ktoré cestuje obvodom, stačí vynásobiť hodnotou, ktorú práve sme videli, že sme našli elektrický náboj (Q), ktorý bude potrebný na uskutočnenie procesu elektrolýzy Ak chceš:
Táto hodnota (96486 C) je známa ako Faradayova konštanta (1F). Ak je teda náboj použitý v procese uvedený v faraday, potom môžeme použiť vzťahy stanovené pravidlami troch a vypočítať množstvo hmoty, ktoré sa bude ukladať pri elektrolýze.
Prečítať text Aplikácie kvantitatívnych aspektov elektrolýzy presne vedieť, ako môžu tieto výpočty prispieť k riešeniu problémov súvisiacich s procesmi elektrolýzy a dokonca aj s batériami.
Autor: Jennifer Fogaça
Vyštudoval chémiu
Zdroj: Brazílska škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm