Tillämpningar av kvantitativa aspekter av elektrolys

I texten Kvantitativa aspekter av elektrolys, såg du några matematiska förhållanden som fastställs mellan de mängder som är involverade i en elektrolysprocess, t.ex. den elektriska strömmen (i), mängden elektrisk laddning (Q) som behövs för att processen ska inträffa och tiden (t) som leda till. Det upptäcktes också mängden elektrisk laddning som transporteras när det finns 1 mol elektroner, eller enligt Avogadros konstant, 6.02. 10²³ elektroner.

Kortfattat är förhållandena:

Här är tre exempel på hur du kan använda denna information för att lösa praktiska elektrokemiproblem. Det är viktigt att notera att här använder vi värdet 96486 C. I de flesta kemiska litteraturen används emellertid det rundade värdet 96500 C.

1: a exemplet: Tänk på en galvanisering där en del har belagts med silver. I slutet av denna elektrolytiska process, mängden laddning som används för Ag-jonerna⁺ om de minskade Ag var det 0,05 faraday. Att veta att den molära massan av silver är lika med 108 g / mol, säg vad var silvermassan som deponerades i denna process?

Upplösning:

Ag⁺ _(här) + och- → Ag_(s)
↓ ↓
1 mol e-1 mol
↓ ↓
1 faradag 108 g
0,05 faraday m
m = 5,4 g

2: a exempel: Låt oss säga att vi genomför elektrolysen av en vattenlösning av nickelsulfat (NiSO)₄), med en elektrisk ström lika med 0,10 A i 386 sekunder. Vad blir massan av nickel som kommer att erhållas vid katoden? (Givet: molär massa av Ni = 58,7 g / mol)

Upplösning:

Ni²⁺  + 2e- → Ni_(s)
↓ ↓
2 mol e-1 mol
↓ ↓
2 (96486 C) 58,7 g

För att skapa ett förhållande mellan tre regler och hitta massan som bildades i detta fall måste vi först hitta mängden elektrisk laddning (Q):

Q = i. t
Q = 0,10. 386
Q = 38,6C

Så vi har:

2 (96486 C) 58,7 g
38,6 cm
m = 2265.82C. g
192972 C
m = 0,01174 g eller 11,74 mg

3: e exemplet: Vi har tre elektrolytiska kärl kopplade i serie och utsätts för en ström på 5 A under en tid av 32 minuter och 10 sekunder. I den första behållaren har vi en CuSO-lösning₄; för det andra har vi en FeCl-lösning_3; och i det tredje har vi en AgNO-lösning₃. Bestäm massorna för var och en av metallerna som deponerats på elektroderna i de tre brunnarna. (Molmassor: Cu = 63,5 g / mol, Fe = 56 g / mol, Ag = 108 g / mol).

Upplösning:

Låt oss först skicka tidsvärdet till sekunder:

1 minut och 60 sekunder
32 minuter t
t = 1920 + 10 sekunder = 1930 sekunder

Med dessa data kan vi bestämma mängden elektrisk laddning Q:

Q = i. t
Q = 5. 1930
Q = 9650 C.

Nu använder vi regler om tre för var och en av halvreaktionerna som uppträder i de tre kärlen för att ta reda på respektive massa av avsatta metaller:

1: a Kuba: 2: a Kuba: 3: e Kuba:

Röv²⁺  + 2e- → Cu_(s) Tro³⁺ _(här) + 3 och- → Fe_(s) Ag⁺ _(här) + och- → Ag_(s)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 mol e-1 mol 3 mol e- 1 mol 1 mol e-1 mol
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2. (96486 C) 63,5 g 3. (96486 C) 56 g 96486 C 108 g
9650 C m 9650 C m 9650 C m
m ≈ 3,175 g Cu_(s)m ~ 1,867 g Fe_(s)m = 10,8 g Ag_(s)

Av Jennifer Fogaça
Examen i kemi

Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm