電気分解は、電気エネルギーが化学エネルギーに変化するプロセスです。化学変化を起こす電流を流します。
例。 (i) 水の水素への分解
(ii) 水の酸素への分解。
電気分解
電解を生成するために主に必要なコンポーネントは、電解液、電極、および外部電源です。電解のプロセスは通常、2 つの電極陰極と陽極を含む電解槽で行われます。これらの 2 つの電極は、直流電流と電解液に接続されています。電極は金属と半導体でできています。
電気分解の問題とその解決策
問題 1. 直径 14 cm、長さ 1 m の鉄パイプを、硝酸亜鉛溶液と 25 A の電流を使用して、厚さ 0.01 cm まで亜鉛メッキします。亜鉛、アノードからの質量の損失と、電気分解に必要な時間は?
亜鉛の密度は 7.14g/cm3 です。亜鉛の等価重量は 32.8 です。
Ans.被覆する亜鉛の質量 =V * D (「V」は亜鉛の体積) 亜鉛の体積 =2rxl * 0.01 cm3 (「r」は半径、「l」は長さ)
=2*22/7*14/2*1000*0.01
=440 g
さて、陽極から失われた亜鉛の質量 =440 g
電気分解のファラデー第 1 法則により、
電気分解のファラデー第 1 法則の公式。
M =EQ/96485
=EIt/96485 (「m」は質量、「E」は等価質量、「I」は電流、「t」は時間)
では
t =96485 * m/E * I
=96485 * 440/32.8 * 25
=51772 秒。または14.4時間
質問 2。 A の電流が K2SO4 の希薄水溶液に 193 分間流れますか?
Ans.電流 =30 A
時間 =193 分
通過した電流の量 =193 * 60 * 30 =347400 コロンバス。
=347400/96500
=3.6 ファラデー。
1 モルの水素と 0.5 モルの酸素 (ファラデーの法則による)
3.6 モルの水素と (3.6 * 0.5) =1.8 モルの酸素における 3.6 ファラデーの電気。
したがって、STP での水素の量 =3.6 * 22.4 =80.64 リットル.
STP での酸素量 =1.8 * 22.4 =40.32 リットル
質問 3. Ni( 12 A の電流を 20 分間使用した NO3)2 溶液。
Ans.
I =12 A
時間 =20*60 =1200 秒
料金 =12 * 1200
=14400 C
反応次第。
Ni2+(水) + 2e → Ni(s)
ニッケル鉱床 (2 * 96487) C =58.7 g
14400 C までのニッケル鉱床 =58.7 * 14400/2 * 96487
=40,779 g
質問 4. 溶融 NaCl の電気分解中に、2 A の電流を使用して 0.10mol の塩素ガスを生成するのに必要な時間。
Ans.私=3A
2Cl → Cl2 +2e
W =E/96500 * それ
0.1 * 71 =35.5/96500 * 3 * t
t =76.570(約)秒
質問 5. 電流によって NACl 溶液から 6 時間で 10g の塩素が発生した場合。
Ans. 2Cl → Cl2 +2e
2F → 1molのCl2
10/35.5 → 10/35.5*2F
10 * 2/35.5 =変更/96500 =6 * 60 * 60 * I/96500
I =4 A.(概算)
質問 6. 電流が 20 A の場合、50.00 をめっきするのにどれくらい時間がかかりますか? g AlCl3 の溶液からの Al?
Ans.まず、グラムをクーロンに変換します。
50.00 g Al * 1 mol/26.98 g * 3 / 1 Al * 96500/1 mol
=563,500 C
では、所要時間を計算してください
I =q/t
20,00 A =563,500 C/t
=281.75 秒
質問 7. 溶融 Al2O3 と溶融 Al2O3 を含む 2 つのセルに同じ量の電気が流れます。 NACl。 1.6 g の Al が 1 つのセルで放出された場合、Na の量は別のセルで放出されます。
Ans.いつ、27gのAl→3F
1.8 g → 1.6/27 * 3F
生成された Na のモル数です。
電力 =1.6/27 * 3 * 23
質量 =1.164 g
質問 8. 銅の密度は 8.94 g/cm3、メッキに必要なファラデー数CuSO4 溶液を使用した場合、面積は 20 * 10 cm2 で、厚さは 10-2 cm です。
Ans.銅の体積 =20 * 10 * 10-2 =2 cm3
密度 =質量/体積
銅の質量 =8.94 g
Cu2+ + 2e → 2 mol F
63.5 g → 2 mol F
8.94 g → 2/63.5 * 8.94 =0.28 F
質問 9. 10A を通過させることにより、溶融 MgCl2 の電気分解によって堆積したマグネシウムの質量を計算します。 600分で現在の。
Ans. Mg の質量 =(24 * 193 * 600 * 60)/(2 * 96500)
=4.168g
問題 10. 3.50 A の電流が 4.00 分の電線に流れています。電線を通過する電荷量を求めてください。
Ans.ワイヤーを通過する電流=3.50 A
I =q/t
3,50 A =q/180 秒
q =51.42 C
質問 11. カソードが水銀電極の場合、溶液からのアマルガムの最大質量を見つけますか?
Ans. Na + 1e + Hg → NaHg
2 mol の Na の溶液には 2.0 mol の NACl が存在します。
2 モルの NaHg の質量 =2(23 + 200)
=446 g
結論
電極と外部電源。通常、電気分解のプロセスは、陰極と陽極の 2 つの電極を含む電解槽で行われます。これらの 2 つの電極は、直流電流と電解液に接続されています。電極は金属と半導体でできています。
