Unità SI usate in elettrochimica

C

J

A

mNewtonVddpvolt

sec

Ampère A = quantità di corrente che deposita 0,00118 g di Ag per secondoCoulomb C = A.s = carica elettrica

AVs

mNJouleWpotenzawatt

sec

Faraday = carica di una mole di elettroni = FF = N(Avogadro) . q(elettrone) = 6,023 .1023 (molecole.mol-1) . 1,6023.1019C (carica e-) = 96500 C.mol-1

)(96500

)()(1

eqC

stAI

PE

g

Pesi equivalenti

• Ag+ + e- Ag PE = PA = 107,8

• Cu++ + 2e- Cu PE = PA/2 = 63,5/2 = 31,7

• Fe+++ + 3e- Fe PE = PA/3 = 55,8/3 = 18,6

• Fe+++ + e- Fe2+ PE = PA = 55,8

• 2Cl- Cl2 + 2e- PE = PM/2 = 71/2 = 35,5

Una corrente che deposita 2,185 g di Ag, deposita anche 1,314 g di Au, quale è il PE di Au e quale il suo numero di ossidazione ?

)(020,0)(8,107

185,21

eqAgeqg

g

PE

g

38,64

197

Au

Au

PE

PA

Au+++ + 3e- Au

)(8,64020,0

314,1 1 Aueqgeq

g

Chromium plating is applied by electrolysis to objects suspended in a dichromate solution, according to the following half- reaction:

Cr2O72-(aq) + 12e- + 14H+(aq) -> 2Cr(s) + 7H2O(l)

How many hours would it take to apply a chromium plating of thickness 2.0 x 10-2 mm to a car bumper of surface area 0.25 m2 in an electrolysis cell carrying a current of 75.0A? [The density of chromium is 7.19 g/cm3] 2.2 h 1.5 h 3.0 h 0.25 h 2.5 h

gcmgcmmmm 9,3519,75;1050,025,0102333525

)(50,1sec3600

(sec)5329;

96500

(sec)0,75

6

529,35

96500

(sec))(1

hh

ttAtAi

PE

g

Calcolare il volume di cloro gassoso misurato a 25°C e 1,2 atmosfere ed i grammi di sodio metallico ottenibili elettrolizzando NaCl fuso, per 8 ore con una corrente di 15 A.

litriP

nRTVCl 6,45

2,1

298082,0238,22

gNaeqgeq 81,1022347,4 1

Catodo(-) Na+ + e- Na

Anodo(+) Cl- 1/2Cl2 + e-

eq47,496500

3600815

)(96500

)()(1

eqC

stAI

PE

g

nCl2 = ½ eq Cl2

Calcolare i KWh teorici necessari per preparare 1 Kg di alluminio con una ddp di 4,5 volt.

)(96500

)()(1

eqC

stAI

PE

g

)(96500

)()(

9

100011

eqC

stAI

eqg

g

Ahhs

sA4,2978

3600

22207211

AstI 2220721

hWvolthA 7,402135,44,2978

KgAl

KWh402,13

Al+++ + 3 e- → Al ; PEAl = 27/3 = 9

Calcolare il volume di cloro gassoso, misurato a c.n. ed i g di Mg, si producono per elettrolisi del MgCl2 fuso, con una corrente di 10000 A per 24 ore.

Mg++ + 2e- → Mg ; 2Cl- → Cl2 + 2e-

eqeqC

sA

eqC

stAI

PE

g8953

96500

8640010000

)(96500

)()(11

)(1002732

41,228953

)(1087832

31,248953

21

1

1

ClLmoleq

molleq

Mggeqgeq

Calcolare il pH di una soluzione acquosa di NaCl, del volume di 50 cc elettrolizzata per 16,6 minuti con una corrente di 0,0965 A.

(anodo) 2Cl- Cl2 + 2e- ; (catodo) 2H2O + 2e- H2 + 2OH-

)(001,096500

9960965,0

)(96500

)()(11

OHeq

eqC

sA

eqC

stAI

PE

g

3,127,11414

7,102,0log

)(02,0)(050,0

)(001,0 1

pOHpH

pOH

lmoll

molOH

Una soluzione 0,1M di CuSO4 a pH=1 viene elettrolizzata fra elettrodi inerti. Calcolare ilpotenziale di decomposizione della reazione.

Reazione anodica:

3H2O ½O2 +2 H3O+ + 2e-

17,1)10log(2

059,023,1 21

anodoE

Reazione catodica:Cu++ + 2e- Cu

31,010log2

059,034,0 1

catodoE

VE 86,031,017,1

Una soluzione 0,1M di AgNO3 a pH=3 viene elettrolizzata con una ddp di 0,60 V. Dire sesi ha deposito di Ag al catodo.

Reazione anodica:

3H2O ½O2 +2 H3O+ + 2e-

05,1)10log(2

059,023,1 23

anodoE

Reazione catodica:Ag+ + e- Ag

74,010log059,080,0 1 catodoE

VE 31,074,005,1

Una soluzione acquosa di Na2SO4 viene elettrolizzata per 50’ con una ddp di 2 volt, siottengono complessivamente 4,8 litri di gas a c.n.. Calcolare l’intensità di corrente e l’energia consumata in Wh.

Reazione anodica:

3H2O ½O2 +2 H3O+ + 2e-

litriVH 2,38,43

22

Reazione catodica:2H2O + 2e- H2 + 2OH-

litriVO 6,18,43

12

eqeql

idrogenol28,0

2,11

)(2,31

WhhVA

Ai

Ceq

Ai

Ceq

tAieq

PE

g

1583,029

9

96500

)min(sec60(min)50)(28,0

96500

(sec))(

1

1

1