esercizio elettrolisi

[cri98]

calcolare la massa di rame che si deposita al catodo  al passaggio di una corrente di 0,1 A in una soluzione di cloruro di rame per 4 ore.

io pensavo di procedere in questo modo:
utilizzo la prima legge di Faraday Q=I/t

Q=0,1A/(4*3600)s= 6,94x10^-6

utilizzo la seconda legge di Farady:

Q=nexF

voglio trovare ne:

ne=Q/F= 6,94X10^-6/96485=7,19X10^-11

voglio trovare il numero di moli di Cu:

nCu:ne=1:2

nCu= 7,19x10^-11/2=3,595x10^-11

per trovare i grammi di Cu

g(Cu)=numero di moli x massa molare=3,595x10^-11x63,546=228x10^-11 grammi

secondo voi lo svolgimento è corretto?

Grazie!

[LuiCap]

Veramente la prima legge di Faraday è
q = I · t
coulomb = ampere · secondo
C = A · s

[cri98]

modificando la formula Q=I x t, il resto dello svolgimento risulta essere coretto?
Q=1440 Coulomb
ne=0,015 moli

nCu=ne/2=0,0075 moli

g(Cu)= nCu x MM= 0,075 X 63,546=0,476 grammi

Grazie!

[LuiCap]

Sì, è corretto.

[cri98]

in un'altro esercizio, mi viene richiesto di considerare una soluzione di CuSo_(4) che viene elettrolizzata facendo passare una corrente di 1A per 60 minuti.
richiesta:
trovare la quantità in grammi di Cu che si deposita al catodo e la quantità in volume  di O_2 che si forma all'anodo.

per trovare la quantità di Cu procedo nello stesso modo:
Q=I x t= 1A x(60 minuti x 60 secondi) =3600 Coulomb

ne= Q/F= 3600/96485=0,0373 moli

nCu:ne=1:2

nCu= (ne x 1)/2= 0,0373/2=0,0186 moli

grammi di Cu= 0,0186 x 63,55= 1,18 grammi

per calcolare  il volume di O_2
devo considerare le due semireazioni che avvengono all'anodo (quello che ha potenziale più basso si ossida:

2SO_(4)^(2-)  S_(2)O_(8)^(2-) +2 e^-     E= 2,010 V

2H_(2)O O_(2)+4H^(+)+4 e^(-)              E=1,229 V

considerando queste due semireazioni, deduco che si ossida O_(2) perché presenta un potenziale più basso
come trovo il volume di O_(2) che viene prodotto?
nelle due semireazioni devo uguagliare il numero di elettroni scambiati, semplificando ottengo che il numero di elettroni scambiati è 2e^(-) nella semireazione dell'acqua e 1 e^(-) nella semireazione del 2SO_(4)^(2-)

Grazie!

[LuiCap]

Io ti consiglio, una volta individuate le semireazioni che avvengono, di scrivere sempre anche la reazione totale del processo; in questo modo, a mio parere, risulta immediato individuare il rapporto molare fra le moli di elettroni e le moli dei dei prodotti che si formano.

   

[cri98]

eccellente tutto chiaro 

nel caso di condizioni standard T=25 C=293,15 kelvin  e pressione 1 atm ottengo V=0,225 l

avrei bisogno di una delucidazione;
negli esercizi in cui viene richiesto di ricavare la quantità in grammi e il volume nel caso di una soluzione devo considerare l'esercizio come precedentemente svolto. nel caso invece in cui non venga considerato una soluzione, ma uno stato fuso come devo comportarmi?
1)NaOH allo stato fuso è elettrolizzato fra elettrodi inerti con una corrente di 10,0 A. Si calcoli la massa della sostanza solida e il volume (in condizioni standard) dei gas che hanno reagito dopo  30 minuti.

in questo caso ad esempio le semireazioni che devo utilizzare quali sono?
NaOH  Na^(+)  + OH^(-) 
Na^(+)+e^(-) Na   E=-2.71


per OH(-) quale è la semireazione che vado a considerare?


altri esempi per rendere più chiara l'idea:
2)Calcolare l’intensità della corrente utilizzata per ottenere 0,200 g di magnesio elettrolizzando MgCl2 fuso per 35 minuti

3)Nell’elettrolisi di una soluzione di cloruro di manganese (MgCl2) si formano 6,8 grammi di manganese. Calcolare il volume (misurato in condizioni standard) di Cl2 che si forma nello stesso tempo


Grazie!

[LuiCap]

Le condizioni standard per un gas sono T = 273,15 K e P = 1 atm.

In tutti gli esercizi di elettrolisi, sia di composti fusi che in soluzione, bisogna partire facendo un elenco delle specie che sono presenti nel sistema:

Elettrolisi NaOH allo stato fuso
NaOH(l), Na+, OH-
4 OH- O2(g) + 2 H2O + 4 e-..................E° = 0,401 V

Elettrolisi MgCl2 allo stato fuso
MgCl2(l), Mg2+, Cl-

Elettrolisi MgCl2 allo stato fuso il cloruro di manganese è MnCl2
Mg2+ (o Mn2+), Cl-, H2O