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Home Chimica

Esercizi sull’elettrolisi in pillole

di Chimicamo
12 Febbraio 2022
in Chimica, Elettrochimica
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Esercizi sull’elettrolisi in pillole- chimicamo

Esercizi sull’elettrolisi in pillole- chimicamo

Gli esercizi sull'elettrolisi richiedono la quantità di sostanza prodotta o consumata, il tempo, la corrente consumata durante il processo.

Per risolvere gli esercizi bisogna conoscere le leggi di Faraday.

La quantità di sostanza prodotta o consumata nel corso di un'elettrolisi dipende da tre fattori:

ADVERTISEMENTS
  • Intensità di corrente elettrica espressa in ampere (A = Coulomb/s)
  • Tempo dell'elettrolisi (s)
  • Numero di elettroni necessari a produrre o consumare una mole di sostanza

Le equazioni che mettono in relazione questi fattori sono:

  • Ampere ∙ tempo = Coulomb
  • 96500 Faraday = 1 Coulomb
  • 1 Faraday = 1 mole di elettroni

Esercizi

Calcolo della quantità di sostanza prodotta o consumata

Per ottenere la quantità di sostanza prodotta o consumata bisogna:

  • Scrivere la semireazione di ossidazione o di riduzione
  • Calcolare il numero di moli di elettroni coinvolti
  • Calcolare le moli di sostanza prodotta o consumata agli elettrodi
  • Convertire le moli in grammi

Una corrente di 40.0 A viene fatta fluire in una soluzione di Fe3+ per 10 ore. Calcolare la quantità di ferro ottenuta al catodo

  • Fe3+ + 3 e– → Fe
  • 10 h = 36000 s

40.0 A ∙ 36000 s = 1.44 ∙ 106 Coulomb

1.44 ∙ 106 Coulomb ( 1 Faraday/96500 Coulomb) = 14.9 Faraday

  • 9 Faraday ( 1 mole di Fe/ 3 moli di elettroni) = 4.97 moli di Fe
  • 97 mol ∙ 55.847 g/mol= 278 g

Calcolo del tempo richiesto

Per calcolare il tempo necessario affinché si depositi una certa quantità di sostanza ad un elettrodo bisogna:

  • Trasformare i grammi in moli
  • Scrivere la semireazione di ossidazione o di riduzione
  • Calcolare il numero di moli di elettroni necessarie
  • Convertire le moli in Coulomb
  • Calcolare il tempo richiesto utilizzando l'equazione t = Coulomb/Ampere
LEGGI ANCHE   Calcolo del pH di una soluzione contenente CO2

 

Calcolare il tempo necessario per ottenere 25.00 g di zinco da una soluzione contenente Zn2+ quando viene fatta passare una corrente di 20.0 A

Moli di zinco = 25.00/65.39 g/mol = 0.3823

Zn2+ + 2 e– → Zn

0.3823 moli di Zn ( 2 moli di e–/ 1 mole di Zn) = 0.7646

0.7646 moli di e– (1 Faraday/1 mole di e–) = 0.7646 F

0.7646 F ∙ 96500 Coulomb/ 1 F =73784 C

t = 73784 C/ 20.0 A = 3689 s

 

Calcolo della corrente necessaria

Per calcolare la corrente necessaria affinché si depositi una certa quantità di sostanza ad un elettrodo bisogna:

  • Calcolare la quantità di sostanza che deve essere prodotta o consumata in moli
  • Scrivere la semireazione di ossidazione o di riduzione
  • Calcolare il numero di moli di elettroni necessarie
  • Convertire le moli in Coulomb
  • Calcolare il tempo richiesto utilizzando l'equazione i = Coulomb/s

 

Calcolare la corrente necessaria per ottenere 400.0 L di idrogeno gassoso in condizioni standard dall'elettrolisi dell'acqua in un'ora

Poiché a STP 1 mole di gas occupa un volume di 22.4 L si ha:

moli di H2 = 400.0 L ∙ 1 mole/22.4 L = 17.9

La semireazione di riduzione dell'acqua è: 2 H2O + 2 e– → H2 + 2 OH–

17.9 moli ∙ 2 moli di e–/1 mole di H2 = 35.8 moli di e–

35.8 moli di e– (1 Faraday/1 mole di e–) = 35.8 F

35.9 F ∙ 96500 Coulomb/ 1 F =3.45 ∙ 106 C

1 h = 3600 s

i = 3.45 ∙ 106 C/3600 s = 960 A

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Tags: catodocorrente elettricaelettrolisiesercizi svoltisemireazioni

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Maurizia Gagliano, Dottore in Chimica e Docente. Massimiliano Balzano, Dottore in Scienza e Ingegneria dei Materiali.

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Il Progetto Chimicamo

Massimiliano Balzano, ideatore e creatore di questo sito; dottore di Scienza e Ingegneria dei Materiali presso l’Università Federico II di Napoli. Da sempre amante della chimica, è cultore della materia nonché autodidatta. Diplomato al Liceo Artistico Giorgio de Chirico di Torre Annunziata.


Maurizia Gagliano, ha collaborato alla realizzazione del sito. Laureata in Chimica ed iscritta all’Ordine professionale. Ha superato il concorso ordinario per esami e titoli per l’insegnamento di Chimica e Tecnologie Chimiche. Docente.

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