Кількісні аспекти електролізу. Розрахунки в електролізі

Електроліз - це процес, який має широке промислове застосування, і тому його кількісні аспекти надзвичайно важливі для заводів. Наприклад, вони повинні знати, скільки реагенту використовувати, як довго тривати процес і скільки бажаного продукту вони збираються отримати.

Шляхом магматичного електролізу хлориду натрію (кухонної солі) галузі виробляють газоподібний хлор, тому їм потрібно знати, який об’єм газоподібного хлору вони зможуть отримати.

Крім того, кілька металевих деталей піддаються електролізу у водному середовищі для покриття іншим металом, як у випадку із золотими або срібними напівкоштовностями та біжутерією. Якість кольору об'єкта, на який нанесено покриття, та ефективність захисту від його корозії залежать, серед іншого, від часу електролізу та інтенсивності використовуваного електричного струму.

Таким чином, англійський фізик і хімік Майкл Фарадей (1791-1867) почав вивчати ці аспекти за участю електролізу, і після кількох експериментів він відкрив деякі закони в такому разі.

Майкл Фарадей (1791-1867)

Один з них показав, що кількість маси металу, який осідає на електроді, прямо пропорційна величині електричного заряду (Q), який проходить через ланцюг.

Електричний заряд (Q) задається за такою формулою:

Про те, що:

i = інтенсивність електричного струму (одиниця виміру: ампер - А)
t = час (одиниця: секунди - с)

Отже, одиницею заряду буде А. s, що дорівнює кулонівській одиниці (C).

Не зупиняйтесь зараз... Після реклами є ще щось;)

У 1909 році фізик Роберт Ендрюс Міллікан (1868-1953) визначив, що електричний заряд 1 електрона дорівнює 1,602189. 10^-19 Ç.

Роберт Ендрюс Міллікан (1868-1953)

Константа Авогадро говорить, що в 1 молі електронів знаходиться 6.02214. 10²³ електрони. Таким чином, величина заряду, пронесеного при проходженні 1 моль електрона, дорівнює добутку електричного заряду кожного електрона на кількість електронів, яке ми маємо в 1 моль, тобто:

1,602189. 10^-19 Ç. 6,02214. 10²³ = 96486 С

Отже, якщо ми знаємо кількість речовини (n), яка рухається по ланцюгу, просто помножте на значення, яке ми щойно побачили, що знайшли електричний заряд (Q), який буде необхідний для здійснення процесу електролізу якщо ви хочете:

Це значення (96486 С) відоме як Постійна Фарадея (1F). Таким чином, якщо заряд, що використовується в процесі, подається у фарадеї, то ми можемо використовувати відношення, встановлені правилами трьох, і розрахувати величину маси, яка буде осідати при електролізі.

Читай текст Застосування кількісних аспектів електролізу щоб точно знати, як ці розрахунки можуть сприяти вирішенню проблем, пов’язаних з процесами електролізу і навіть батареями.

Дженніфер Фогача
Закінчив хімію

Хотіли б ви посилатися на цей текст у школі чи академічній роботі? Подивіться:

FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. «Кількісні аспекти електролізу»; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Доступ 28 червня 2021 року.