Seri elektroliz. Seri elektrolizde hesaplamalar

Elektroliz genellikle Elektrokimyada bir tekne veya elektrolitik hücre (bir kap) içeren bir sistem olarak incelenir. iki elektrotun (katot veya negatif kutup ve anot veya kutup) daldırıldığı sıvı bir madde veya çözelti ile pozitif). Bu elektrotlar, açıldığında elektrik ileten bir jeneratöre (hücre veya pil) bağlanır. sıvı yoluyla diğerine elektrot, elektrik enerjisini enerjiye dönüştüren oksidasyon-redüksiyon reaksiyonlarına neden olur. kimya.

Ancak elektroliz endüstrilerde uygulandığında pratikte sadece iki elektrotlu bir elektrokimyasal hücre değildir; daha ziyade açılış resminde gösterildiği gibi seri olarak bağlanmış birkaç büyük tank. Ayrıca tüm bu tanklara hizmet vermek için yeterli kapasiteye sahip tek bir jeneratör kullanılmaktadır, çünkü her tank için bir jeneratör kullanılırsa, ekonomik kayıp üretimi imkansız hale getirecektir. Sanayi.

Metinde Elektrolizin Kantitatif Yönleri elektrik yükü formülü (Q = i. t) ve Faraday sabitinin (96500 C) maddelerin molar kütleleriyle ve yarı tepkimelerle ilişkisi yoluyla dengeli katodik ve anodik, bir teknede dönüştürülmüş veya elde edilmiş maddenin kütlesini belirlemek mümkündür. elektrolitik.

Bu, seri elektroliz durumunda da yapılabilir. Ancak dikkate alınması gereken iki faktör vardır:

1. Jeneratör tüm elektrolitik hücreler için bir olduğundan, elektrik akımının süresi (t) ve yoğunluğu (i) tüm hücreler için aynı olacaktır. Bu nedenle, elektrik yükü (Q) da tüm hücreler için aynı olacaktır;

2. Her hücrede elde edilen veya dönüştürülen kütle farklı olacaktır., çünkü her birinin içerdiği maddeler farklıdır. Bunun nedeni, örneğin, Zn iyonu²⁺ Ag iyonunun iki katı elektron gerektirir¹⁺. Bu kütleler, üçlü kurallar kullanılarak veya doğrudan aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

m = __M. S__
q. 96500

Ne üzerine:

M = her maddenin molar kütlesi;
Q = sistemin elektrik yükü;
q = iyon yükleri, örneğin iyonlar Ag ise¹⁺, q değeri 1 olacaktır.

Bu tür bir hesaplamanın nasıl gerçekleştirileceğine ilişkin bir örneğe bakın:

Misal: Her biri AgNO içeren seri bağlı üç elektrolitik kazan vardır.₃, CuSO₄ ve ZnCℓ₂. İlk teknede 108 g metalik gümüşün biriktirildiği bilindiğinde, aşağıdakilerin de biriktirildiği sonucuna varılabilir:

a) 31,75 g metalik bakır.

b) 65.4 g metalik çinko.

Şimdi durma... Reklamdan sonra devamı var ;)

c) 63,5 g metalik bakır.

d) 108 g metalik bakır.

e) 108 g metalik çinko.

(Atomik kütleler: Ag = 108; Cu = 63,5; Zn = 65.4).

Çözüm:

İlk elektrolitik hücrede bulunan kütleden, tüm tanklar için aynı olan sistemin elektrik yükünü keşfedebiliriz:

Ag⁺ + 1e^-→ Ag
↓ ↓
1 mol 1 mol

1 mol. 96500 C 108 g (molar kütle)
Q 108 g (elde edilen kütle)
Q = 96500C

Elimizde bu değer ile diğer metallerin kütlelerini keşfedebiliriz. Bu, üç kuralı veya daha önce verilen formülle yapılabilir:

• Üç kuralına göre:

2. elektrolitik hazne: 3. elektrolitik hazne:

eşek²⁺ + 2e^-→ Cu Zn⁺² + 2e^-→ Zn
↓ ↓ ↓ ↓
2 mol 1 mol 2 mol 1 mol 
2. 96500 C 63,5 gr 2. 96500 C 65,4 gr
96500 cm_eşek 96500 cm_çinko
m_eşek = 31,75 grm_çinko = 32,7 gr

• Formüle göre: m = __M. S__
  q. 96500

2. elektrolitik hazne: 3. elektrolitik hazne:

m_eşek = (63,5). (96500) m_çinko = (32,7). (96500)
2. 96500 1. 96500
m_eşek = 31,75 grm_çinko =32,7 gr

Bu nedenle, doğru alternatif “a” harfidir.

Jennifer Foğaça tarafından
Kimya mezunu

Bu metne bir okulda veya akademik bir çalışmada atıfta bulunmak ister misiniz? Bak:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Seri Elektroliz"; Brezilya Okulu. Uygun: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/eletrolise-serie.htm. 28 Haziran 2021'de erişildi.