Elektrolízis magyarázat?
Figyelt kérdés
Kémiából az elektrolízist vesszük de nem nagyon értem. Ilyen feladatok vannak például, hogy: 4A erősségű árammal elektrolizálunk cink-szulfát oldatot. Mekkora tömegű cink és gáz fejlődik?
Ehhez hasonló kérdésekhez kérném a segítséteket.
Köszönöm!
2013. nov. 13. 17:55
1/1 anonim válasza:
Szia. A 4 amper az azt jelenti, hogy másodpercenként 4 coulomb töltés halad át a vezeték keresztmetszetén, és ezáltal az elektroliton is. Mi az az elektrolit? Ionokat tartalmazó folyadék, ergó az, amit elektrolizálunk. Ez lehet sóoldat, vagy sóolvadék is, csak utóbbihoz ugye nagyon magas hőmérséklet kell. (A konyhasó kb. 800°C-on olvad meg, viszont az olvadékelektrolízis annyival egyszerűbb, hogy itt nincs jelen víz, ami bezavar a folyamatba.) Na a lényeg, hogy az összes áthalad töltés az: Q=I*t vagyis áramerősség*idő, amit másodpercben szorzunk meg az amperral. A coulombot, pedig a Faraday-állandóval tudjuk átszámítani mólba. A Faraday-állandó az 96500 C/mol. Ez azt jelenti, hogy 1 mól töltés az 96500 Coulomb. (Mindig, ha ilyen tört alakú mértékegység van, és nem tudod mit jelent, akkor gondolj arra, hogy a nevezőt (mólt) kell gondolatban 1-gyel egyenlővé tenni, és akkor a számláló annyi lesz, mint a mérőszám (=96500).) Persze a feladat amit felírtál hiányos, mert nincs megadva, hogy mennyi ideig történt az elektrolízis. De ha meg lenne adva, akkor azt másodpercre átváltva, és megszorozva a 4 amperrel, kapjuk meg a töltést coulombban, amit elosztva 96500-zal, megkapjuk mol-ban a töltést, ami keresztüláramlott az elektroliton. Ilyenkor a kiváló cink anyagmennyisége pont a fele lesz ennek (a töltés anyagmennyiségének), aminek az az oka, hogy a cinkion kétszeresen pozitív töltésű. Ha egyszeresen pozitív volna, akkor ugyanannyi cink válna ki, ha meg háromszorosan lenne pozitív (mint az alumínium-ion, vagy a vas(III)-ion, akkor meg 3-mal kellene a töltés mólját elosztani, hogy megkapjuk a kiváló fém anyagmennyiségét. Ez képettel így fest: n=Q/(z*F), ahol ugye Q a töltés Coulombban, z az ion töltése, ami a cink esetében ugye 2, és F a Faraday-állandó az a bizonyos 96500 C/mol. Persze a feladat nem a fém anyagmennyiségét kérdezi, hanem a tömegét. De az anyagmennyiségből (n) könnyű a tömeget (m-et) kiszámolni, mert csak be kell szorozni a fém moláris tömegével (M), amit a periódusos rendszerből tudsz kiolvasni, és a cink esetében ez 65 g/mol. Vagyis m=n*M. A gáz egy kicsit bonyolultabb. Itt arra kell gondolni, hogy az andóhoz vándorló szulfátionok (SO4--), miután leadnak 2 elektront, csak egy pillanatig léteznek "szulfát-molekula"-ként, mert ez nem stabil, és az oldat víztartalmának hidrogénjével azonnal kénsavvá egyesül, miközben a víz oxigénje felszabadul, ami pedig kétatomos oxigénmolekulákká egyesül. 2 SO4 + 2 H2O -> 2 H2SO4 + O2. Vagyis két mól szulfátion egy mól oxigént termel, vagyis 1/2-ed annyit, mint amennyi szulfátion termelődött. Szerencsére mivel a szulfátion is 2-szeres töltésű, mint a cint (csak negatív) ezért abból is ugyanakkora anyagmennyiség semlegesítődik, mint a cinkből, vagyis feleannyi, mint amennyi anyagmennyiségű töltés keresztüláramlott az elektroliton. És ennek lesz még a fele a felszabaduló oxigén, vagyis a fél fele az negyed, tehát negyedannyi O2 szabadul fel, mint amennyi töltés keresztüláramlott a rendszeren. (Ezt ugye nem tudom mennyi, mert ehhez kellene az idő másodpercben.) Egy bonyodalom van még, hogy mivel az oxigén kétatomos molekulákat képez, ezért annak moláris tömege nem 16 g/mol, hanem 2-szer ennyi, vagyis 32 g/mol, és ezzel kell beszorozni a töltés 1/4-ét, hogy megkapd az oxigén tömegét. Remélem érthető voltam, légyszi jelezz vissza, és ha igen, pontozz fel.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
A weboldalon megjelenő anyagok nem minősülnek szerkesztői tartalomnak, előzetes ellenőrzésen nem esnek át, az üzemeltető véleményét nem tükrözik.
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!