Elettrolisi. Esercizi svolti

L’elettrolisi è regolata dalle Leggi di Faraday:

Prima legge: La massa di sostanza ridotta al catodo (-) oppure la massa di sostanza ossidata all’anodo (+) è proporzionale alla quantità di carica elettrica Q espressa in coulomb che è passata attraverso la cella:  m = KQ essendo K una costante di proporzionalità. Tenendo conto che Q = it ne consegue che la massa di sostanza ridotta o ossidata agli elettrodi della cella è proporzionale al prodotto dell’intensità di corrente i espressa in ampere  che ha attraversato la cella per il tempo t della durata dell’elettrolisi espresso in secondi

Seconda legge: La medesima quantità di carica fatta passare attraverso più celle elettrochimiche contenenti soluzioni di elettroliti diversi, produce o fa consumare agli elettrodi un ugual numero di equivalenti chimici di detti elettroliti.

Indicando con m1, m2, m3… le masse in grammi di sostanze prodotte o consumate agli elettrodi di ciascuna delle specie elettrolitiche poste in serie, e con (PE)1, (PE)2, (PE)3 i rispettivi pesi equivalenti la seconda legge di Faraday viene espressa dall’equazione:

m1/ (PE)1 = m2/(PE)2 = m3/(PE)3 = …

La carica elettrica necessaria per produrre o far consumare agli elettrodi una quantità in grammi di sostanza numericamente uguale al suo peso equivalente è pari a 96500 C. La carica elettrica di 96500 C è denominata Faraday:

1 F = 96500 C/eq

o, anche: 1 F = 96500 A ∙ s /eq

le tipologie di esercizi che si risolvono sfruttando le leggi di Faraday si riconducono al calcolo della quantità di sostanza prodotta o consumata durante l’elettrolisi dato il tempo e l’intensità di corrente, al calcolo del tempo richiesto per ottenere una data quantità di sostanza data la corrente, al calcolo dell’intensità  di corrente richiesta per ottenere una data quantità di sostanza dato il tempo.

Calcolo della quantità di sostanza prodotta o consumata

Per determinare la quantità di sostanza prodotta o consumata durante l’elettrolisi dato il tempo e l’intensità di corrente si seguono i seguenti passaggi:

–          Scrivere le semireazioni coinvolte

–          Calcolare il numero di moli della sostanza che è stata prodotta o consumata all’elettrodo

–          Convertire le moli in grammi

Esercizio

Viene condotta un’elettrolisi su FeCl3 fuso con una corrente di 40.0 ampere per 10.0 ore in FeCl3 fuso. Calcolare la massa di ferro prodotta e il volume di cloro alla temperatura di 25°C e alla pressione di 1 atm.

  • Le semireazioni che hanno luogo all’anodo e al catodo sono:

Anodo ( ossidazione) : 2 Cl → Cl2(g) + 2 e

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Author: Chimicamo

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