Legile electrolizei. Legile lui Faraday în chimie și fizică - o scurtă explicație în cuvinte simple

În 1836, Michael Faraday a publicat caracteristicile cantitative derivate matematic ale electrolizei. Relațiile descoperite între cantitatea de electricitate care trece prin electrolit și cantitatea de substanță eliberată au fost numite ulterior legile lui Faraday pentru electroliză.

Prima lege

Dacă treceți un curent electric printr-o soluție de sulfat de cupru pentru o anumită perioadă de timp, o cantitate mică de cupru este eliberată la catod. Cu toate acestea, dacă aplicați un curent mai mare, în aceeași perioadă de timp se formează o cantitate mai mare de cupru la catod. Odată cu creșterea timpului și cu aceeași intensitate a curentului, crește și cantitatea de cupru.

Faraday a stabilit relația dintre masa unei substanțe, puterea curentului și timp. Din punct de vedere matematic, această relație se exprimă după cum urmează:

• m este masa substanței;
• k - echivalent electrochimic;
• I - puterea curentului;
• t - timp.

Echivalentul electrochimic este masa unei substanțe formată atunci când un curent de 1 A trece prin electrolit într-o secundă. Exprimat ca raport dintre masa unei substanțe și cantitatea de electricitate sau g/C.

Produsul dintre curent și timp exprimă cantitatea de electricitate: q = It. Aceasta este o sarcină electrică măsurată în coulombs (un amper pe secundă). Sarcina electrică reflectă capacitatea corpului de a fi o sursă de câmp electromagnetic și de a lua parte la interacțiunea electromagnetică.

În consecință, ecuația lui Faraday ia forma:

Orez. 2. Prima lege a lui Faraday.

Prima lege a electrolizei a lui Faraday: masa unei substanțe eliberată în timpul electrolizei este direct proporțională cu cantitatea de curent electric trecută prin electrolit.

A doua lege

Faraday, trecând un curent electric de aceeași putere prin diverși electroliți, a observat că masele de substanțe de pe electrozi nu erau aceleași. După cântărirea substanțelor eliberate, Faraday a concluzionat că greutatea depinde de natura chimică a substanței. De exemplu, pentru fiecare gram de hidrogen eliberat au existat 107,9 g de argint, 31,8 g de cupru, 29,35 g de nichel.

Pe baza datelor obținute, Faraday a derivat a doua lege a electrolizei: pentru o anumită cantitate de electricitate, masa unui element chimic format pe electrod este direct proporțională cu masa echivalentă a elementului. Este egal cu masa unui echivalent - cantitatea de substanță care reacționează sau înlocuiește 1 mol de atomi de hidrogen în reacții chimice:

• μ este masa molară a substanței;
• z este numărul de electroni pe ion (numărul de valență al ionilor).

Pentru a elibera un echivalent mol, se consumă aceeași cantitate de electricitate - 96485 C/mol. Acest număr se numește numărul Faraday și este simbolizat de litera F.

Conform celei de-a doua legi, echivalentul electrochimic este direct proporțional cu masa echivalentă a substanței:

k = (1/F) μ eq sau k = (1/zF) μ.

Orez. 3. A doua lege a lui Faraday.

Cele două legi ale lui Faraday pot fi reduse la o formulă generală: m = (q / F) ∙ (μ/z).

Ce am învățat?

Faraday, efectuând reacția de electroliză a diferitelor substanțe, a derivat două legi. Conform primei legi, masa unei substanțe depuse pe electrod este direct proporțională cu cantitatea de electricitate trecută prin electrolit: m = kq. A doua lege reflectă relația dintre echivalentul electrochimic și masa echivalentă a unei substanțe: k = (1/F) μ eq. Echivalent electrochimic - cantitatea de substanță eliberată în timpul trecerii unei unități de electricitate. Masa echivalentă este cantitatea de substanță care reacționează cu 1 mol de hidrogen.

Un electrolit are întotdeauna un anumit număr de ioni cu semne plus și minus, rezultând din interacțiunea moleculelor de dizolvat cu un solvent. Când apare un câmp electric în el, ionii încep să se deplaseze spre electrozi, cei pozitivi se reped spre catod, cei negativi către anod. Ajunși la electrozi, ionii își renunță la sarcina lor, se transformă în atomi neutri și se depun pe electrozi. Cu cât se apropie mai mulți ioni de electrozi, cu atât se va depune mai multă substanță pe aceștia.

Putem ajunge la această concluzie experimental. Să trecem un curent prin soluția apoasă și să observăm eliberarea de cupru la catodul de carbon. Vom constata că la început va fi acoperit cu un strat de cupru abia vizibil, apoi pe măsură ce trece curentul va crește, iar cu un curent de lungă durată se va putea obține un strat de cupru de grosime considerabilă, pentru a pe care este ușor de lipit, de exemplu, un fir de cupru.

Fenomenul de eliberare a unei substanțe pe electrozi în timpul trecerii curentului prin electrolit se numește electroliză.

Trecerea curenților diferiți prin diferite electrolize și măsurarea cu atenție a masei substanței eliberate pe electrozi de la fiecare electrolit, engleză în 1833 - 1834. a descoperit două legi pentru electroliză.

Prima lege a lui Faraday stabilește relația dintre masa substanței eliberate în timpul electrolizei și cantitatea de sarcină care a trecut prin electrolit.

Această lege este formulată după cum urmează: masa substanței care este eliberată în timpul electrolizei pe fiecare electrod este direct proporțională cu cantitatea de sarcină care a trecut prin electrolit:

unde m este masa substanței care a fost eliberată, q este sarcina.

Valoarea k este echivalentul electrochimic al substanței. Este caracteristic fiecărei substanțe eliberate în timpul electrolitului.

Dacă în formulă luăm q = 1 coulomb, atunci k = m, adică. echivalentul electrochimic al substanței va fi numeric egal cu masa substanței eliberată din electrolit atunci când trece o sarcină de un coulomb.

Exprimând sarcina în formulă în termeni de curent I și timp t, obținem:

Prima lege a lui Faraday este verificată experimental după cum urmează. Să trecem un curent prin electroliții A, B și C. Dacă toți sunt la fel, atunci masele substanței eliberate din A, B și C vor fi legate ca curenți I, I1, I2. În acest caz, cantitatea de substanță eliberată în A va fi egală cu suma volumelor eliberate în B și C, deoarece curentul I= I1+ I2.

A doua lege a lui Faraday stabilește dependența echivalentului electrochimic de greutatea atomică a unei substanțe și de valența acesteia și este formulată astfel: echivalentul electrochimic al unei substanțe va fi proporțional cu greutatea sa atomică și, de asemenea, invers proporțional cu valența sa.

Raportul dintre greutatea atomică a unei substanțe și valența sa se numește echivalentul chimic al substanței. După ce a introdus această cantitate, a doua lege a lui Faraday poate fi formulată diferit: echivalenții electrochimici ai unei substanțe sunt proporționali cu proprii echivalenți chimici.

Fie echivalentele electrochimice ale diferitelor substanțe, respectiv k1 și k2, k3, ..., kn, echivalentele chimice ale acelorași substanțe x1 și x2, x23, ..., xn, apoi k1 / k2 = x1 / x2, sau k1 / x1 = k2 / x2 = k3/ x3 = … = kn/ xn.

Cu alte cuvinte, raportul dintre valoarea echivalentului electrochimic al unei substanțe și valoarea aceleiași substanțe este o valoare constantă care are aceeași valoare pentru toate substanțele:

Rezultă că raportul k/x este constant pentru toate substanțele:

k/x=c = 0,01036 (mg-echiv)/k.

Valoarea c arată câte miligrame echivalente ale unei substanțe sunt eliberate la electrozi în timpul trecerii prin electrolit, egal cu 1 coulomb. A doua lege a lui Faraday este reprezentată de formula:

Înlocuind expresia rezultată pentru k în prima lege a lui Faraday, ambele pot fi combinate într-o singură expresie:

unde c este o constantă universală egală cu 0,00001036 (g-eq)/k.

Această formulă arată că prin trecerea aceiași curenți pentru aceeași perioadă de timp prin doi electroliți diferiți, vom separa de ambii electroliți cantități de substanțe clasificate ca echivalenți chimici ai acestora.

Deoarece x=A/n, putem scrie:

adică, masa unei substanțe eliberată pe electrozi în timpul electrolizei va fi direct proporțională cu curentul, timpul și invers proporțională cu valența sa.

A doua lege a lui Faraday pentru electroliză, ca și prima, decurge direct din natura ionică a curentului în soluție.

Legea lui Faraday, Lenz și mulți alți fizicieni remarcabili au jucat un rol imens în istoria formării și dezvoltării fizicii.

baterii utilizat în sisteme de alarmă, lanterne, ceasuri, calculatoare, sisteme audio, jucării, radiouri, echipamente auto, telecomenzi.

baterii sunt folosite pentru pornirea motoarelor de mașini, de asemenea, este posibilă utilizarea lor ca surse temporare de energie electrică în locuri îndepărtate de zonele populate.

Pile de combustibil utilizate la producerea energiei electrice (la centrale electrice), surse de energie de urgență, alimentare autonomă, transport, alimentare la bord, dispozitive mobile.

Electroliză

Electroliză- un proces fizico-chimic constând în eliberarea de electrozi constituenți ai substanțelor dizolvate sau a altor substanțe rezultate din reacții secundare la electrozi, care apare atunci când un curent electric trece printr-o soluție sau topitură electrolit.

Mișcarea ordonată a ionilor în lichidele conducătoare are loc într-un câmp electric care este creat electrozi- conductoare legate la polii sursei de energie electrică. Anodîn electroliză se numește electrod pozitiv, catod- negativ. Ioni pozitivi - cationi- (ioni metalici, ioni de hidrogen, ioni de amoniu etc.) - se deplasează spre catod, ioni negativi - anionii- (ioni de reziduuri acide și grupare hidroxil) - se deplasează spre anod.

Fenomenul electrolizei este utilizat pe scară largă în industria modernă. În special, electroliza este una dintre metodele pentru producția industrială de aluminiu, hidrogen, precum și hidroxid de sodiu, clor și compuși organoclorați. sursa nespecificata 1854 zile], dioxid de mangan, peroxid de hidrogen. Un număr mare de metale sunt extrase din minereuri și prelucrate prin electroliză (electroextracție, electrorafinare). De asemenea, electroliza este procesul principal prin care funcționează o sursă de curent chimic.

Electroliza este utilizată în tratarea apelor uzate (procese de electrocoagulare, electroextracție, electroflotație). Este folosit pentru producerea multor substanțe (metale, hidrogen, clor etc.), la aplicarea acoperirilor metalice (electroplating) și la reproducerea formei obiectelor (electroplastie).

Prima lege a lui Faraday

În 1832, Faraday a stabilit că masa m a substanței eliberate pe electrod este direct proporțională cu sarcina electrică q care trece prin electrolit: dacă un curent continuu cu intensitatea curentului I este trecut prin electrolit pentru un timp t se numește proporționalitate echivalentul electrochimic al substanței. Este numeric egal cu masa substanței eliberată atunci când o singură sarcină electrică trece prin electrolit și depinde de natura chimică a substanței.

A doua lege a lui Faraday

Echivalenții electrochimici ai diferitelor substanțe sunt denumiți ca lor echivalente chimice.

Echivalent chimic Iona se numește raportul masei molare A Iona la a lui valenţă z. Prin urmare echivalentul electrochimic

unde F - Constanta lui Faraday.

A doua lege a lui Faraday este scrisă după cum urmează

unde M(g/mol) este masa molară a unei substanțe date formată ca urmare a electrolizei; I(A) - puterea curentului trecut printr-o substanță sau amestec de substanțe; delta t(c) - timpul în care s-a efectuat electroliza; F (C mol −1) - constanta de Faraday; n este numărul de electroni care participă la proces, care, la valori de curent suficient de mari, este egal cu valoarea absolută a sarcinii ionului (și contraionului său) direct implicat în electroliză (oxidat sau redus).

Când ionii electroliți ajung la electrozii conectați la polii sursei de curent continuu, ionii pozitivi primesc electronii lipsă de la electrodul negativ și, în timpul reacției de reducere, se transformă în atomi neutri (molecule); Ionii negativi donează electroni electrodului pozitiv și devin atomi neutri în timpul unei reacții de oxidare. Fenomenul de eliberare a unei substanțe pe electrozi în timpul unei reacții redox atunci când curentul trece prin electrolit se numește electroliză. Electroliza a fost observată pentru prima dată în 1803 la Sankt Petersburg de V.P. În 1833-1834. Fizicianul englez M. Faraday a descoperit legile electrolizei, care stabilesc de ce și cum depinde masa substanței eliberate în timpul electrolizei.

Prin trecerea unui curent de aceeași putere prin diferiți electroliți pentru perioade egale de timp, Faraday a descoperit că cantități diferite de substanță au fost eliberate la electrozi. Deci, curentul in 1 a pentru 1 sec eliberează dintr-o soluție de azotat de argint 1,118 mg argint, dintr-o soluție de sulfat de cupru - 0,328 mg cupru Aceasta înseamnă că masa substanței eliberată în timpul electrolizei depinde de substanță. O mărime scalară măsurată prin masa unei substanțe eliberată în timpul electrolizei de curent în1 apentru1 sec, numit echivalent electrochimic(notat k). Echivalentul electrochimic are numele kg / a*sec, sau kg/k.

Dacă treceți un curent mic printr-o soluție de sulfat de cupru pentru un timp t, atunci catodul este slab acoperit cu cupru, iar dacă curentul este mai mare, atunci o cantitate mai mare de cupru va fi eliberată la catod în același timp. Să lăsăm puterea curentă aceeași, dar acum crește timpul. Observăm că se eliberează și mai mult cupru. Trecând diferiți curenți prin diferiți electroliți și măsurând cu atenție masa substanței eliberate pe electrozi de la fiecare electrolit, Faraday a descoperit prima lege a electrolizei: masa substanței eliberate în timpul electrolizei pe electrozi este direct proporțională cu produsul dintre electroliți. puterea curentului și timpul în care trece prin electrolit.

Curent în 1 aîn 1 secundă în timpul electrolizei, eliberează kg de substanță pe electrod, iar curentul este eu aîn timp t sec- V Ea ori mai mult:

m = klt, sau m = kq.

Acestea sunt formulele primei legi a lui Faraday pentru electroliză.

Fiecare ion poartă cu el o anumită masă a substanței și cantitatea de sarcină, astfel încât cu cât mai mulți ioni se apropie de electrod, adică cu cât curentul din electrolit este mai puternic, cu atât mai multă substanță este eliberată la electrod.

Faraday, trecând succesiv același curent prin mai mulți electroliți diferiți, a observat că masa substanței eliberate pe electrozi nu era aceeași, deși puterea curentului și timpul de trecere a acestuia prin diferiți electroliți erau aceleași (Fig. 109). După ce a cântărit cu precizie substanțele eliberate, Faraday a observat că greutatea lor nu era accidentală, ci depindea de natura chimică a substanței. Pentru fiecare gram de hidrogen eliberat, s-a dovedit întotdeauna 107,9 g argint; 31,8 g cupru; 29,35 g nichel După introducerea echivalentului chimic - raportul dintre masa atomică (greutatea) și valența - s-a dovedit că aceste numere sunt echivalenții chimici ai acestor substanțe. Deoarece masa atomică A și valența n sunt numere abstracte, atunci raportul este un număr abstract.

Prin împărțirea echivalenților electrochimici ai substanțelor în echivalenții lor chimici, (k/M), obținem:

adică același număr 1036*10 -11 kg/a*sec sau 1036*10 -11 kg/k. Notând acest număr constant cu litera C, scriem: C = 1036*10 -11 kg/a*sec. Prin urmare, de aici echivalentul electrochimic

k = CM.

Aceasta este formula pentru cea de-a doua lege a lui Faraday pentru electroliză, care sună astfel: echivalenții electrochimici ai substanțelor sunt direct proporționali cu echivalenții lor chimici.

Înlocuind echivalentul electrochimic în formula primei legi a lui Faraday, obținem formula pentru legea generalizată de Faraday pentru electroliză:

Masele de substanțe eliberate în timpul electrolizei sunt direct proporționale cu greutățile lor atomice și cu sarcina trecută prin electrolit și invers proporționale cu valența substanței.

Legile lui Faraday sunt o consecință a conductivității ionice a curentului în electrolit. Să explicăm acest lucru cu următoarele exemple. Să presupunem că s-a efectuat electroliza substanțelor monovalente, de exemplu, soluții de NaCl și AgNO3. Sarcinile ionilor de Na și Ag sunt aceleași. Când ionii transferă sarcini de mărime egală, atât într-una cât și în cealaltă soluție, același număr de ioni se va apropia de electrozii corespunzători. Dar cu un număr egal de ioni care se apropie, masele substanțelor depuse Na și Ag nu vor fi aceleași, deoarece masele atomilor de Na și Ag înșiși sunt diferite. Sodiul are o masă atomică de 22,997; pentru argint - 107,88; prin urmare, de aproape cinci ori mai mult argint va fi eliberat. Aceasta înseamnă că cantitatea de substanță eliberată în timpul electrolizei este direct proporțională cu masa sa atomică, care este afirmată de legea lui Faraday.

În cazul în care în electroliză sunt implicați ioni de valențe diferite, de exemplu Al, care are o valență de 3 și Na, care are o valență de 1, numărul de ioni de Al și Na care poartă aceeași sarcină va fi diferit. Cu cât valența ionului este mai mare, adică cu cât sarcina acestuia este mai mare, cu atât sunt necesari mai puțini ioni pentru a transfera o anumită sarcină (de exemplu, ionii de Al sunt necesari de trei ori mai puțin decât ionii de Na). Această relație dintre valența și sarcina ionului explică faptul că masa substanței eliberate în timpul electrolizei este invers proporțională cu valența sa.

Datorită simplității, costului scăzut și purității ridicate a produselor rezultate, electroliza este utilizată pe scară largă în industrie pentru extragerea aluminiului din minereurile de bauxită, purificarea metalelor (de exemplu, cupru, zinc, aur, argint) din impurități, acoperirea obiectelor metalice cu un strat dintr-un alt metal pentru a le proteja de rugină , conferind duritate suprafeței lor (nichelare, cromare), pentru realizarea de bijuterii (argintare, aurire), obținerea de copii metalice din obiecte în relief (de exemplu, la fabricarea de discuri de gramofon, matrice). , clișee).

Problema 30. Plumbul de înaltă puritate utilizat în energia nucleară este obținut prin electrorafinare. Calculați masa de plumb eliberată în timpul 1 oră densitatea de curent 0,02 a/cm2și tensiune 0,5 inchi Eficiență curentă 95%. Care este consumul de energie pentru izolare 1 kg duce? Aria totală a secțiunii transversale a catozilor pe care este depus plumbul este 10 m2.

Cand randamentul baii electrolitice este de 100% datorita intregii energie electrica consumata A = UIt plumb ar fi eliberat m = klt, deci pentru a evidenția 1 kg plumb energie consumată sau

Să calculăm

Răspuns: M≈7,5 kg; A 1 ≈ 470 kJ/kg.

Noțiuni de bază > Probleme și răspunsuri

Electroliză. legile lui Faraday

1 Aflați echivalentul electrochimic al sodiului. Masa molară a sodiului m = 0,023 kg/mol, valența sa z=1. Constanta lui Faraday

Soluţie:

2 Masa anodului de zinc m = 5 g puse într-o baie electrolitică prin care trece curentul eu =2 A. După ce oră t Anodul este complet utilizat pentru a acoperi produse metalice? Echivalent electrochimic al zincului

Soluţie:

3 Găsiți constanta lui Faraday dacă, atunci când o sarcină trece printr-o baie electrolitică q = 7348 C a fost eliberată o masă de aur la catod m = 5 g Echivalent chimic de aur A = 0,066 kg/mol.

Soluţie:
Conform legii combinate a lui Faraday

de aici

4 Aflați sarcina electrică elementară e dacă masa substanței, egală numeric cu echivalentul chimic, conține N o =N A /z atomi sau molecule.

Soluţie:
Ionii dintr-o soluție de electrolit poartă un număr de sarcini elementare egal cu valența z. Când se eliberează o masă dintr-o substanță egală numeric cu echivalentul său chimic, o sarcină egală numeric cu constanta lui Faraday trece prin soluție, adică.

Prin urmare, taxa elementară

5 Masa molară a argintului m 1 =0,108 kg/mol, valența sa z 1 = 1 și echivalent electrochimic. Aflați echivalentul electrochimic al aurului k2 dacă masa molară a aurului este m 2 = 0,197 kg/mol, valența sa z 2 = 3.

Soluţie:
Conform celei de-a doua legi a lui Faraday avem

de unde echivalentul electrochimic al aurului

6 Găsiți masele de substanțe eliberate în timp t =10h pe catozii a trei băi electrolitice conectate în serie la o rețea DC. Anozii din băi - cupru, nichel și argint - sunt, respectiv, scufundați în soluții de CuS O4, NiS04 și AgNO3 . Densitatea curentului de electroliză j =40 A/m2, zona catodului in fiecare baie S = 500 cm Echivalenți electrochimici de cupru, nichel și argint

Soluţie:
Curentul în băi I=jS. Conform primei legi a lui Faraday, masele de substanțe eliberate în timpul electrolizei

7 Atunci când nichelarea produselor în timp t = 2 h s-a depus un strat de grosime de nichel l = 0,03 mm.
Găsiți densitatea curentului în timpul electrolizei. Echivalent electrochimic al nichelului, densitatea sa

Soluţie:

8 Un ampermetru conectat în serie cu baia electrolitică arată curentul Io =1,5A. Ce corectare ar trebui făcută citirii ampermetrului dacă în timp t =10 min s-a depus pe catod o masă de cupru m = 0,316 g? Echivalent electrochimic al cuprului.

Soluţie:
Conform primei legi a lui Faraday m = kI t , unde I este curentul din circuit; de aici I = m/k t =1,6 A, adică citirea ampermetrului trebuie corectată

9 Dorind să verifice corectitudinea citirilor voltmetrului, acesta a fost conectat în paralel cu un rezistor cu o rezistență cunoscută R = 30 Ohm. O baie electrolitică în care se efectuează electroliza argintului este conectată în serie la circuitul comun. Pe parcursul timpului t =5 minute în această baie a fost eliberată o masă de argint m = 55,6 mg. Voltmetrul a indicat tensiune Vo = 6 V. Aflați diferența dintre citirea voltmetrului și valoarea exactă a căderii de tensiune pe rezistor. Echivalent electrochimic al argintului.

Soluţie:
Conform primei legi a lui Faraday m = kl t , unde I este curentul din circuit. Valoarea exactă a căderii de tensiune pe rezistența V=IR = mR/k t = 4,91 V. Diferența dintre citirea voltmetrului și valoarea exactă a căderii de tensiune

10 Pentru argintarea lingurilor printr-o soluție de sare de argint în timp t = 5 ore curentul este trecut eu =1,8 A. Catodul este n =12 linguri, fiecare cu suprafata S =50 cm2. Cât de gros se va depune un strat de argint pe linguri? Masa molară a argintului m = 0,108 kg/mol, valența sa z= 1 și densitate .

Soluţie:
Grosimea stratului

11 Două băi electrolitice sunt conectate în serie. Prima baie conține o soluție de clorură ferică (FeCl 2 ), în al doilea - o soluție de clorură ferică (FeCl 3 ). Găsiți masele de fier eliberat pe catozi și de clor pe anozi din fiecare baie atunci când o sarcină trece prin baie. Mase molare de fier și clor.

Soluţie:
În prima baie, fierul este divalent (z1 = 2), în a doua - trivalent (z2 = 3). Prin urmare, la trecerea prin soluții cu sarcini identice, la catozi se eliberează diferite mase de fier: în prima baie

în a doua baie

Deoarece valența atomilor de clor este z = 1, se eliberează o masă de clor la anodul fiecărei băi

12 În timpul electrolizei unei soluții de acid sulfuric (CuS O 4 ) consumul de energie este N=37 W. Găsiți rezistența electrolitului dacă în timp t = 50 min se eliberează o masă de hidrogen m = 0,3 g Masa molară a hidrogenului m = 0,001 kg/mol, valența sa z= 1 .

Soluţie:

13 În metoda electrolitică de producere a nichelului, W este consumat pe unitate de masă m = 10 kWh h/kg de energie electrică. Echivalent electrochimic al nichelului. La ce tensiune se efectuează electroliza?

Soluţie:

14 Aflați masa cuprului eliberat dacă se cheltuiește W = 5 kW pentru a-l obține prin metoda electrolitică H h de electricitate. Electroliza se realizează la tensiune V =10 V, randament instalatii h =75%. Echivalent electrochimic al cuprului.

Soluţie:
Eficienţă instalatii

unde q este sarcina trecută prin baie. Masa cuprului eliberat m=kq; de aici

15 Ce sarcină trece printr-o soluție de acid sulfuric (CuS O 4 ) pentru timpul t =10s, dacă curentul crește uniform de la I în acest timp 1 =0 la I 2 = 4A? Ce masă de cupru este eliberată la catod? Echivalent electrochimic al cuprului.

Soluţie:
Curent mediu

Sarcina care curge prin soluție

Găsirea grafică a sarcinii este prezentată în Fig. 369. Pe un grafic al curentului în funcție de timp, aria umbrită este numeric egală cu sarcina. Masa de cupru depusă la catod este

16 La rafinarea cuprului prin electroliză, se aplică băilor electrolitice conectate în serie, tensiunea V = 10 V, având o rezistență totală de R = 0,5 Ohm. Aflați masa de cupru pur eliberată la catozii băii în timp t = 10 ore. E.m.f. polarizare e = 6 V. Echivalent electrochimic al cuprului.

Soluţie:

17 La electrolizarea apei printr-o baie electrolitică în timp t = 25 min curentul circulat I =20 A. Care este temperatura t oxigen eliberat, dacă se află într-un volum V = 1 litru sub o presiune p = 0,2 MPa? Masa molară de apă m = 0,018 kg/mol. Echivalent electrochimic al oxigenului.

Soluţie:

unde R = 8,31 J/(mol K) este constanta gazului.

18 În metoda electrolitică de producere a aluminiului, W este consumat pe unitate de masă 1 m = 50 kWh h/kg de energie electrică. Electroliza se realizează la tensiunea V1 = 1 6,2 V. Care va fi consumul de energie W 2m pe unitate de masă la tensiunea V2 = 8, 1 V?
Soluţie: