Електролиза се обично проучава у електрохемији као систем који садржи посуду или електролитску ћелију (контејнер) са течном материјом или у раствору, у коју су уроњене две електроде (катода или негативни пол и анода или пол позитиван). Такве електроде су повезане са генератором (ћелија или батерија) који, када је укључен, проводи електричну енергију из а електрода на другу кроз течност, узрокујући реакције оксидационо-редукционе реакције које трансформишу електричну енергију у енергију хемија.
Међутим, када се електролиза примењује у индустрији, у пракси то није само електрохемијска ћелија са две електроде; већ неколико огромних резервоара повезаних у серију, као што је приказано на почетној слици. Поред тога, за сервисирање свих ових резервоара користи се само један генератор довољног капацитета, јер ако би се за сваки резервоар користио генератор, економски губитак би производњу учинио неизводљивом индустријски.
У тексту Квантитативни аспекти електролизе показано је да је помоћу формуле електричног наелектрисања (К = и. т) и кроз однос Фарадејеве константе (96500 Ц) са моларним масама супстанци и са полуреакцијама уравнотежено катодно и анодно, могуће је одредити масу супстанце која је трансформисана или добијена у кади електролитска.
То се може урадити и у случају серијске електролизе. Али постоје два фактора која се морају узети у обзир:
1. Пошто је генератор један за све електролитичке ћелије, време (т) и интензитет електричне струје (и) биће једнаки за све ћелије. Стога, електрични набој (К) ће такође бити једнак за све ћелије;
2. Маса добијена или трансформисана у свакој ћелији биће различита, јер су супстанце садржане у свакој од њих различите. То је зато што, на пример, јон Зн2+ захтева двоструко више електрона од иона Аг1+. Ове масе се могу израчунати користећи правила тројке или директно користећи доњу формулу:
м = __М. К__
к. 96500
На шта:
М = моларна маса сваке супстанце;
К = електрични набој система;
к = јонски набоји, нпр. ако су јони Аг1+, вредност к ће бити 1.
Погледајте пример како извршити ову врсту израчунавања:
Пример: Постоје три електролитске посуде повезане у серију, свака садржи АгНО3, ЦуСО4 и ЗнЦℓ2. Знајући да је у прву посуду одложено 108 г металног сребра, може се закључити да је одложено и следеће:
а) 31,75 г металног бакра.
б) 65,4 г металног цинка.
в) 63,5 г металног бакра.
г) 108 г металног бакра.
д) 108 г металног цинка.
(Атомске масе: Аг = 108; Цу = 63,5; Зн = 65,4).
Резолуција:
Из масе пронађене у првој електролитској ћелији можемо открити електрични набој система, који је једнак за све ћелије:
Аг+ + 1е-→ Аг
↓ ↓
1 мол 1 мол
1мол. 96500 Ц 108 г (моларна маса)
К 108 г (добијена маса)
К = 96500Ц
Са овом вредношћу у руци можемо открити масе других метала. То се може постићи помоћу правила три или претходно дате формуле:
- Правило три:
2. електролитска посуда: 3. електролитска посуда:
Асс2+ + 2е-→ Цу Зн+2 + 2е-→ Зн
↓ ↓ ↓ ↓
2 мол 1 мол 2 мол 1 мол
2. 96500 Ц 63,5 г 2. 96500 Ц 65,4 г
96500 цмАсс 96500 цмЗн
мАсс = 31,75 гмЗн = 32,7 г
- По формули: м = __М. К__
к. 96500
2. електролитска посуда: 3. електролитска посуда:
мАсс = (63,5). (96500) мЗн = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
мАсс = 31,75 гмЗн = 32,7 г
Стога је исправна алтернатива слово „а“.
Јеннифер Фогаца
Дипломирао хемију
Извор: Бразил Сцхоол - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm
