Chimie Chimie anorganică
Formule de calcul pentru electroliza
Formulele de calcul pentru electroliză includ legile lui Faraday, care leagă cantitatea de substanță depusă sau degajată la electrozi de sarcina electrică trecută prin electrolit. Prima lege: m = (M × Q) / (z × F), unde m este masa, M masa molară, Q sarcina, z numărul de electroni, F constanta lui Faraday (96500 C/mol).
Formule principale
- Legea I a lui Faraday m = (M × I × t) / (z × F), unde I este curentul în amperi, t timpul în secunde. Exemplu: pentru depunerea Cu din CuSO₄, Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, z = 2. Dacă I = 2 A, t = 3600 s, M(Cu) = 63,5 g/mol, m = (63,5 × 2 × 3600) / (2 × 96500) ≈ 2,37 g.
- Legea II a lui Faraday Pentru mai multe electroliți, masele depuse sunt direct proporționale cu masele lor echivalente (M/z). Exemplu: la electroliza în serie, raportul maselor depuse este egal cu raportul maselor echivalente.
- Calculul volumului de gaz degajat Pentru gaze, folosești legea volumelor echivalente sau calculezi masa și apoi volumul prin ecuația gazelor ideale. Exemplu: la electroliza apei, 2H₂O → 2H₂ + O₂, pentru H₂, z = 2 per mol H₂.
Aplicații practice
- 1 Determinarea masei depuse 1. Identifică reacția la electrod și determină z. 2. Calculează sarcina Q = I × t. 3. Aplică formula m = (M × Q) / (z × F).
- 2 Calculul timpului necesar Rearanjează formula: t = (m × z × F) / (M × I). Exemplu: pentru a depune 5 g Ag din AgNO₃ (Ag⁺ + e⁻ → Ag, z = 1), cu I = 1 A, t = (5 × 1 × 96500) / (108 × 1) ≈ 4468 s.
- 3 Probleme cu mai mulți electrozi În electroliza în serie, curentul este același, deci calculezi masele individual folosind masele echivalente.
Memorează constanta lui Faraday (96500 C/mol) și verifică întotdeauna valoarea lui z din ecuația redox.