อิเล็กโทรไลซิสแบบอนุกรม การคำนวณในอิเล็กโทรไลซิสแบบอนุกรม

โดยทั่วไปแล้ว Electrolysis ถูกศึกษาใน Electrochemistry เป็นระบบที่มี vat หรือเซลล์อิเล็กโทรไลต์ (ภาชนะ) ด้วยสารที่เป็นของเหลวหรือในสารละลาย โดยจุ่มอิเล็กโทรดสองขั้ว (ขั้วแคโทดหรือขั้วลบ และขั้วบวกหรือขั้วบวก บวก). อิเล็กโทรดดังกล่าวเชื่อมต่อกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า (เซลล์หรือแบตเตอรี่) ซึ่งเมื่อเปิดเครื่อง จะนำไฟฟ้าจาก a อิเล็กโทรดผ่านของเหลวทำให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันลดที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงาน เคมี.

อย่างไรก็ตาม เมื่อใช้อิเล็กโทรลิซิสในอุตสาหกรรม ในทางปฏิบัติ มันไม่ได้เป็นเพียงถังไฟฟ้าเคมีที่มีอิเล็กโทรดสองขั้วเท่านั้น แต่มีรถถังขนาดใหญ่หลายคันเชื่อมต่อกันเป็นชุด ดังแสดงในภาพเปิด นอกจากนี้ เครื่องปั่นไฟเพียงเครื่องเดียวที่มีความจุเพียงพอเท่านั้นที่จะให้บริการรถถังเหล่านี้ทั้งหมด เพราะถ้าใช้เครื่องปั่นไฟในแต่ละถัง ความสูญเสียทางเศรษฐกิจจะทำให้การผลิตไม่สามารถทำได้ อุตสาหกรรม

ในข้อความ ลักษณะเชิงปริมาณของอิเล็กโทรไลซิส ปรากฏว่าโดยใช้สูตรประจุไฟฟ้า (Q = i. t) และผ่านความสัมพันธ์ของค่าคงที่ฟาราเดย์ (96500 C) กับมวลโมลาร์ของสารและกับปฏิกิริยาครึ่งหนึ่ง สมดุล cathodic และ anodic เป็นไปได้ที่จะกำหนดมวลของสารที่ผ่านกรรมวิธีหรือได้รับในถัง อิเล็กโทรไลต์

นอกจากนี้ยังสามารถทำได้ในกรณีของกระแสไฟฟ้าแบบอนุกรม แต่มีสองปัจจัยที่ต้องนำมาพิจารณา:

1. เนื่องจากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเป็นหนึ่งเดียวสำหรับเซลล์อิเล็กโทรไลต์ทั้งหมด เวลา (t) และความเข้มของกระแสไฟฟ้า (i) จะเท่ากันสำหรับเซลล์ทั้งหมด ดังนั้น, ประจุไฟฟ้า (Q) จะเท่ากันสำหรับทุกเซลล์

2. มวลที่ได้รับหรือแปลงในแต่ละเซลล์จะแตกต่างกันเนื่องจากสารที่บรรจุอยู่ในแต่ละชนิดมีความแตกต่างกัน นี่เป็นเพราะตัวอย่างเช่น Zn ion²⁺ ต้องการอิเล็กตรอนมากเป็นสองเท่าของ Ag ion¹⁺. มวลเหล่านี้สามารถคำนวณได้โดยใช้กฎสามข้อหรือโดยตรงโดยใช้สูตรด้านล่าง:

ม = __ม. ถาม__
ถาม 96500

เกี่ยวกับอะไร:

M = มวลโมลาร์ของสารแต่ละชนิด
Q = ประจุไฟฟ้าของระบบ
q = ประจุไอออน เช่น ถ้าไอออนเป็น Ag¹⁺ค่าของ q จะเป็น 1

ดูตัวอย่างวิธีการคำนวณประเภทนี้:

ตัวอย่าง: มีถังอิเล็กโทรไลต์สามถังเชื่อมต่อกันเป็นชุด โดยแต่ละถังประกอบด้วย AgNO₃, CuSO₄ และ ZnCℓ₂. เมื่อรู้ว่ามีโลหะเงิน 108 กรัมสะสมอยู่ในถังแรก สามารถสรุปได้ว่าสิ่งต่อไปนี้ถูกฝากไว้ด้วย:

ก) ทองแดงโลหะ 31.75 กรัม

b) สังกะสีโลหะ 65.4 กรัม

c) ทองแดง 63.5 กรัม

ง) ทองแดงโลหะ 108 กรัม

จ) สังกะสีโลหะ 108 กรัม

(มวลอะตอม: Ag = 108; ลูกบาศ์ก = 63.5; สังกะสี = 65.4)

ความละเอียด:

จากมวลที่พบในเซลล์อิเล็กโทรไลต์แรก เราสามารถค้นพบประจุไฟฟ้าของระบบ ซึ่งเท่ากันสำหรับทุกเซลล์:

Ag⁺ + 1e^-→ Ag
↓ ↓
1 โมล 1 โมล

1โมล 96500 C 108 ก. (มวลโมลาร์)
Q 108 g (ได้รับมวล)
คิว = 96500C

ด้วยค่านี้ เราสามารถค้นพบมวลของโลหะอื่นๆ สามารถทำได้โดยใช้กฎสามข้อหรือสูตรที่ให้ไว้ก่อนหน้านี้:

• ตามกฎสามข้อ:

ชามอิเล็กโทรไลต์ที่ 2: ชามอิเล็กโทรไลต์ที่ 3:

ตูด²⁺ + 2e^-→ Cu Zn⁺² + 2e^-→ Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 โมล 1 โมล 2 โมล 1 โมล 
2. 96500 C 63.5 ก. 2 96500 C 65.4 กรัม
96500 ซม._ตูด 96500 ซม._{สังกะสี}
ม_ตูด = 31.75 ก.ม_{สังกะสี} = 32.7 ก.

• โดยสูตร: m = __ม. ถาม__
  ถาม 96500

ชามอิเล็กโทรไลต์ที่ 2: ชามอิเล็กโทรไลต์ที่ 3:

ม_ตูด = (63,5). (96500) ม_{สังกะสี} = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
ม_ตูด = 31.75 ก.ม_{สังกะสี} =32.7 ก.

ดังนั้น ทางเลือกที่ถูกต้องคือตัวอักษร "a"

โดย เจนนิเฟอร์ โฟกาซา
จบเคมี

ที่มา: โรงเรียนบราซิล - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm