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.
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 rezervoarje:
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 cmAss 96500 cmZn
mAss = 31,75 gmZn = 32,7 g
- Po formuli: m = __M. Q__
q. 96500
2. elektrolitska posoda: 3. elektrolitska posoda:
mAss = (63,5). (96500) mZn = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
mAss = 31,75 gmZn = 32,7 g
Zato je pravilna alternativa črka "a".
Avtorica Jennifer Fogaça
Diplomiral iz kemije
Vir: Brazilska šola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm
