Serijska elektroliza. Izračuni v serijski elektrolizi

Elektrolizo na splošno preučujejo v elektrokemiji kot sistem, ki vsebuje kad ali elektrolitsko celico (posodo) s tekočo snovjo ali v raztopini, v katero sta potopljeni dve elektrodi (katoda ali negativni pol in anoda ali pol pozitiven). Takšne elektrode so povezane z generatorjem (celico ali baterijo), ki ob vklopu vodi električno energijo iz a elektroda na drugo skozi tekočino, kar povzroči reakcije oksidacijske-redukcije, ki električno energijo pretvorijo v energijo kemije.

Ko pa se elektroliza uporablja v industriji, v praksi to ni le elektrokemijska celica z dvema elektrodama; ampak nekaj zapored povezanih ogromnih rezervoarjev, kot je prikazano na uvodni sliki. Poleg tega se za servisiranje vseh teh rezervoarjev uporablja samo en generator z zadostno zmogljivostjo, kajti če bi za vsak rezervoar uporabili generator, bi gospodarska izguba onemogočila proizvodnjo industrijski.

V besedilu Kvantitativni vidiki elektrolize je bilo prikazano, da s pomočjo formule električnega naboja (Q = i. t) in z razmerjem Faradayeve konstante (96500 C) z molskimi masami snovi in ​​s polovičnimi reakcijami uravnoteženo katodno in anodno, je mogoče določiti maso snovi, ki je bila preoblikovana ali pridobljena v kadi elektrolitska.

To lahko storimo tudi v primeru serijske elektrolize. Upoštevati pa je treba dva dejavnika:

1. Ker je generator enak za vse elektrolitske celice, bosta čas (t) in jakost električnega toka (i) enaka za vse celice. Zato tudi električni naboj (Q) bo enak za vse celice;

2. Masa, dobljena ali transformirana v vsaki celici, bo drugačna, saj so snovi, ki jih vsebuje, različne. To je zato, ker na primer ion Zn²⁺ zahteva dvakrat toliko elektronov kot Ag ion¹⁺. Te mase lahko izračunamo po pravilih treh ali neposredno po spodnji formuli:

m = __M. Q__
q. 96500

Na čem:

M = molska masa vsake snovi;
Q = električni naboj sistema;
q = ionski naboji, npr. če so ioni Ag¹⁺, bo vrednost q enaka 1.

Oglejte si primer izvedbe te vrste izračuna:

Primer: Obstajajo trije zaporedno povezani elektrolitski kadi, ki vsebujejo AgNO₃, CuSO₄ in ZnCℓ₂. Če vemo, da je bilo v prvi posodi naloženega 108 g kovinskega srebra, lahko sklepamo, da je bilo naloženih tudi:

a) 31,75 g kovinskega bakra.

b) 65,4 g kovinskega cinka.

Ne ustavi se zdaj... Po oglaševanju je še več;)

c) 63,5 g kovinskega bakra.

d) 108 g kovinskega bakra.

e) 108 g kovinskega cinka.

(Atomske mase: Ag = 108; Cu = 63,5; Zn = 65,4).

Resolucija:

Iz mase, ki jo najdemo v prvi elektrolitski celici, lahko odkrijemo električni naboj sistema, ki je enak za vse celice:

Ag⁺ + 1e^-→ Ag
↓ ↓
1 mol 1 mol

1mol. 96500 C 108 g (molska masa)
Q 108 g (dobljena masa)
Q = 96500C

S to vrednostjo v roki lahko odkrijemo mase drugih kovin. To lahko storimo s pravilom treh ali s formulo, ki je bila dana prej:

• Pravilo treh:

2. elektrolitska posoda: 3. elektrolitska posoda:

Ass²⁺ + 2e^-→ Cu Zn⁺² + 2e^-→ Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 
2. 96500 C 63,5 g 2. 96500 C 65,4 g
96500 cm_Ass 96500 cm_Zn
m_Ass = 31,75 gm_Zn = 32,7 g

• Po formuli: m = __M. Q__
  q. 96500

2. elektrolitska posoda: 3. elektrolitska posoda:

m_Ass = (63,5). (96500) m_Zn = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
m_Ass = 31,75 gm_Zn = 32,7 g

Zato je pravilna alternativa črka "a".

Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije

Bi se radi sklicevali na to besedilo v šolskem ali akademskem delu? Poglej:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Serijska elektroliza"; Brazilska šola. Na voljo v: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm. Dostopno 28. junija 2021.