Застосування кількісних аспектів електролізу

У тексті Кількісні аспекти електролізу, ви бачили деякі математичні співвідношення, які встановлюються між величинами, що беруть участь в процесі електролізу, наприклад електричний струм (i), кількість електричного заряду (Q), необхідна для протікання процесу, і час (t), який призводить до. Також було виявлено величину електричного заряду, який несеться, коли є 1 моль електронів, або, згідно з константою Авогадро, 6,02. 10²³ електрони.

Коротко, стосунки такі:

Тепер ось три приклади того, як ви можете використовувати цю інформацію для вирішення практичних проблем електрохімії. Важливо зазначити, що тут ми використовуємо значення 96486 C. Однак у більшості хімічних літератур використовується округлене значення 96500 С.

1-й приклад: Розглянемо гальванічне покриття, де частина покрита сріблом. В кінці цього електролітичного процесу кількість заряду, що використовується для іонів Ag⁺ якщо вони зменшили Ag, це було 0,05 фарадею. Знаючи, що молярна маса срібла дорівнює 108 г / моль, скажіть, якою була маса срібла, осадженого в цьому процесі?

Дозвіл:

Ag⁺ _(тут) + та- → Ag_(s)
↓ ↓
1 моль е-1 моль
↓ ↓
1 фарадей 108 г.
0,05 фарадея м
м = 5,4 г.

2-й приклад: Скажімо, ми проводимо електроліз водного розчину сульфату нікелю (NiSO₄), подаючи електричний струм, рівний 0,10 А, протягом 386 секунд. Якою буде маса нікелю, який буде отриманий на катоді? (Дано: молярна маса Ni = 58,7 г / моль)

Дозвіл:

Ni²⁺  + 2e- → Ni_(s)
↓ ↓
2 моль е-1 моль
↓ ↓
2 (96486 С) 58,7г

Щоб скласти взаємозв'язок "правило трьох" і знайти масу, яка утворилася в цьому випадку, нам спочатку потрібно знайти величину електричного заряду (Q):

Q = i. т
Q = 0,10. 386
Q = 38,6C

Отже, маємо:

2 (96486 С) 58,7г
38,6 см
m = 2265,82С. g
192972 С
m = 0,01174 г або 11,74 мг

3-й приклад: У нас є три електролітичних чани, підключені послідовно і піддані дії струму 5 А протягом 32 хвилин 10 секунд. У першому чані ми маємо розчин CuSO₄; на другому - розчин FeCl_3; і по-третє, ми маємо розчин AgNO₃. Визначте маси кожного з металів, нанесених на електроди трьох свердловин. (Молярні маси: Cu = 63,5 г / моль, Fe = 56 г / моль, Ag = 108 г / моль).

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

Дозвіл:

Спочатку передамо значення часу в секунди:

1 хвилина 60 секунд
32 хв
t = 1920 + 10 секунд = 1930 секунд

За цими даними ми можемо визначити величину електричного заряду Q:

Q = i. т
Q = 5. 1930
Q = 9650 С

Тепер ми використовуємо правила трьох для кожної з напівреакцій, що відбуваються в трьох чанах, щоб з’ясувати відповідні маси осаджених металів:

1-а Куба: 2-а Куба: 3-а Куба:

Дупу²⁺  + 2e- → Cu_(s) Віра³⁺ _(тут) + 3 і- → Fe_(s) Ag⁺ _(тут) + та- → Ag_(s)
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2 моль е-1 моль 3 моль е- 1 моль 1 моль е-1 моль
↓ ↓ ↓ ↓ ↓ ↓
2. (96486 C) 63,5 г 3. (96486 C) 56 г 96486 C 108 р
9650 С м 9650 С м 9650 С м
м ≈ 3,175 г Cu_(s)м ≈ 1,867 г Fe_(s)m = 10,8 г Ag_(s)

Дженніфер Фогача
Закінчив хімію

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

FOGAÇA, Дженніфер Роша Варгас. "Застосування кількісних аспектів електролізу"; Бразильська школа. Доступно: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/aplicacoes-dos-aspectos-quantitativos-eletrolise.htm. Доступ 28 червня 2021 року.