Proszę o pomoc w rozwiązaniu poniższego zadania.
Jaki ładunek elektryczny niezbędny jest aby otrzymać \(\displaystyle{ 22,4 dm^{3}}\) wodoru?
Elektroliza. Prawa Faradaya.
-
Piro
- Użytkownik
- Posty: 47
- Rejestracja: 15 lut 2009, o 19:11
- Płeć: Mężczyzna
- Lokalizacja: Krosno
- Podziękował: 3 razy
- Pomógł: 11 razy
Elektroliza. Prawa Faradaya.
Zakładam że warunki normalne (objętość molowa gazu to \(\displaystyle{ 22.4 \frac{mol}{dm^{3}}}\))
\(\displaystyle{ n = 22.4 \cdot 22.4}\)
Q = Fzn
z = 1 (wodór)
F = 9.65 cdot 10^{4} frac{C}{mol}
Podstaw i policz to wysztko
\(\displaystyle{ n = 22.4 \cdot 22.4}\)
Q = Fzn
z = 1 (wodór)
F = 9.65 cdot 10^{4} frac{C}{mol}
Podstaw i policz to wysztko
Elektroliza. Prawa Faradaya.
Proszę o pomoc z rozwiązaniem zadania z wanną elektrolityczną..
Obciążenie prądowe wanny elektrolizera wynosi 10kA. W kaskadzie znajduje się 6 wanien, a procesy przebiegają z wydajnością prądową 92.5%. Z 1dm3 elektrolitu zawierającego 100g Zn/dm3 wydziela się tylko połowa tej wielkości. Obliczyć ilość elektrolitu potrzebną do wydzielania Zn w ciągu 24h.
Obciążenie prądowe wanny elektrolizera wynosi 10kA. W kaskadzie znajduje się 6 wanien, a procesy przebiegają z wydajnością prądową 92.5%. Z 1dm3 elektrolitu zawierającego 100g Zn/dm3 wydziela się tylko połowa tej wielkości. Obliczyć ilość elektrolitu potrzebną do wydzielania Zn w ciągu 24h.
-
pesel
- Użytkownik
- Posty: 1707
- Rejestracja: 8 cze 2010, o 13:09
- Płeć: Mężczyzna
- Podziękował: 1 raz
- Pomógł: 412 razy
Elektroliza. Prawa Faradaya.
Przez dobę, przez 6 wanien przepłynie ładunek całkowity:
\(\displaystyle{ Q_{t}=6It=6 \cdot 10000A \cdot 86400s=5.184 \cdot 10^{9}C}\)
Na wydzielenie cynku idzie 0.925 tego ładunku:
\(\displaystyle{ Q_{Zn}=0.925 \cdot Q_{t}=0.925 \cdot 5.184 \cdot 10^{9}C=4.7952 \cdot 10^{9}C}\)
Taka ilość ładunku wydzieli:
\(\displaystyle{ m=kQ= \frac{MQ}{nF}= \frac{65.38 \ g/mol \cdot 4.7952 \cdot 10^{9}C}{2 \cdot 96485 \ C/mol}=1625112.36g}\)
Z 1 litra elektrolitu wydziela się 50g cynku, a wiec potrzeba:
\(\displaystyle{ V= \frac{1625112.36g}{50 \ g/dm^{3}} \approx32.5 \ m^{3}}\)
\(\displaystyle{ Q_{t}=6It=6 \cdot 10000A \cdot 86400s=5.184 \cdot 10^{9}C}\)
Na wydzielenie cynku idzie 0.925 tego ładunku:
\(\displaystyle{ Q_{Zn}=0.925 \cdot Q_{t}=0.925 \cdot 5.184 \cdot 10^{9}C=4.7952 \cdot 10^{9}C}\)
Taka ilość ładunku wydzieli:
\(\displaystyle{ m=kQ= \frac{MQ}{nF}= \frac{65.38 \ g/mol \cdot 4.7952 \cdot 10^{9}C}{2 \cdot 96485 \ C/mol}=1625112.36g}\)
Z 1 litra elektrolitu wydziela się 50g cynku, a wiec potrzeba:
\(\displaystyle{ V= \frac{1625112.36g}{50 \ g/dm^{3}} \approx32.5 \ m^{3}}\)
Elektroliza. Prawa Faradaya.
Dziękuję za pomoc z tym wcześnieszym zadaniem ..
Mam jeszcze jedno zadanie przy czym w tym wypadku nie rozumiem jak wyliczyć powierzchnie całkowitą..
Obliczyć ilość elektrolizerów i katod w elektrolizerze potrzebnych do otrzymania 1000 ton kadmu na rok z CdSO\(\displaystyle{ _{4}}\). Straty kadmu w procesie wynoszą 10%. Założenia i gęstość prądu 200 A /m \(\displaystyle{ ^{2}}\)natężenie prądu 5kA, wymiary elektrody 1x0.6 m , stopień zanurzenia 85%. Jaki strumień świerzego elektrolitu będzie potrzebny do utrzymania stałego składu elektrolitu w trakcie procesu, zakładając że wprowadzamy elektrolit o składzie 105 g/dm\(\displaystyle{ ^{3} H _{2} SO _{4} + 20g/dm ^{3} ?
\ \ \ \ \eta = 0.9
\ \ \ \ z _{D} = 30.58 t/ \ \ \ \
K: Cd ^{2+} +2e \rightarrow Cd \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \}\)
\(\displaystyle{ A: H _{2} O -2e \rightarrow \frac{1}{2} O _{2} +H ^{+} \ \ \ \
CdSO _{4} +H _{2} O \rightarrow Cd+ \frac{1}{2} O _{2} +H _{2}SO _{4} \ \ \ \
J= \frac{I}{S} \ \ \Rightarrow S=25m ^{2} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \}\)\(\displaystyle{ m = kIt = kJS _{ \Sigma} t \eta _{p} \ \ \Rightarrow S _{ \Sigma}= 3376m ^{2}}\)
Skąd sie bierze \(\displaystyle{ S _{\Sigma}}\) ?
\(\displaystyle{ S _{g} = 0.6 \cdot 2 \cdot 0.85 =1.02m ^{2}}\)
\(\displaystyle{ n _{e} = \frac{S}{S _{g} } =24.5 \rightarrow 25}\)
\(\displaystyle{ n _{E} = \frac{S _{ \Sigma} }{n _{e} } =135.5 \rightarrow 136}\)
\(\displaystyle{ 1 - 1}\)
\(\displaystyle{ M _{Cd} -105 g/dm ^{3}}\)
x=120g/dm\(\displaystyle{ ^{3}}\)
\(\displaystyle{ C _{Cd}=(120+20)=140g/dm ^{3}}\)
\(\displaystyle{ V= \frac{z _{D} }{ \Delta c \cdot t}}\)
-- 27 kwi 2014, o 23:11 --
Jeszcze w tym zadaniu mam wątpliwości jak obliczyć napięcie katodowe..
Prowadzimy elektrolize \(\displaystyle{ Al _{2}O _{3}}\) raz bezpośrednio, za drugim razem z wykorzystaniem katody węglowej, wykazać w których warunkach będzie niższe napięcie katodowe.
a) \(\displaystyle{ \frac{3}{2} Al _{2}O _{3} \rightarrow \frac{4}{3} Al + O _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta G= 871kJ \ z=3}\)
b)\(\displaystyle{ \frac{3}{2} Al _{2}O _{3} + C \rightarrow \frac{4}{3} Al + CO _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta G= 469kJ}\)
\(\displaystyle{ \Delta G=-zFU _{t}}\)
\(\displaystyle{ U _{t}= \frac{-zF}{ \Delta G}}\)
Czy podane wzory są dobre do tego zadania? Proszę o pomoc .. nie zgadzają mi się wyniki..-- 27 kwi 2014, o 23:52 --Obliczyć napięcie rozkładowe roztworu tlenku sodu w T=25ºC wg reakcji przyjmując, że
\(\displaystyle{ \frac{ \partial E}{ \partial T } = 0.0004 \frac{V}{º}}\)
a) stała b) Hg
a)
\(\displaystyle{ NaCl \rightarrow Na + \frac{1}{2} Cl _{2} \ \ \ \ \Delta H _{1} = 409 kJ}\)
\(\displaystyle{ NaCl \cdot nH _{2}O \rightarrow NaCl + nH _{2}O \ \ \ \ \Delta H _{2} = -2.03 kJ}\)
\(\displaystyle{ Na + H _{2}O \rightarrow NaOH + H _{2} \ \ \ \ \Delta H _{3} = -185.81kJ}\)
______________________________________________________________________________________
\(\displaystyle{ NaCl + H _{2}O \rightarrow \frac{1}{2} O _{2} + \frac{1}{2} H _{2} + NaOH}\)
\(\displaystyle{ \Delta H = \Delta H _{1} + \Delta H _{2} +\Delta H _{3} = 221kJ}\)
\(\displaystyle{ U _{t} = \frac{ \Delta H}{zF} + \frac{ \partial E}{ \partial T}}\) ?
Czy wg tego wzoru się to liczy.. jak to podstawić..
b)
\(\displaystyle{ NaCl \rightarrow Na + \frac{1}{2} Cl _{2} \ \ \ \ \Delta H _{1} = 409 kJ}\)
\(\displaystyle{ NaCl \cdot nH _{2}O \rightarrow NaCl + nH _{2}O \ \ \ \ \Delta H _{2} = -2.03 kJ}\)
\(\displaystyle{ Na + 6Hg\rightarrow NaHg _{(s)} \ \ \ \ \Delta H _{4} = -79.55kJ}\)
______________________________________________________________________________________
\(\displaystyle{ NaCl + H _{2}O + Hg \rightarrow NaHg _{(s)} + \frac{1}{2} O _{2} + \frac{1}{2} H _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta H = \Delta H _{1} + \Delta H _{2} +\Delta H _{4} = 327.42kJ}\)
\(\displaystyle{ U _{t} = \frac{ \Delta H}{zF} + \frac{ \partial E}{ \partial T}}\) ?
Czy wg tego wzoru się to liczy.. jak to podstawić..
Mam jeszcze jedno zadanie przy czym w tym wypadku nie rozumiem jak wyliczyć powierzchnie całkowitą..
Obliczyć ilość elektrolizerów i katod w elektrolizerze potrzebnych do otrzymania 1000 ton kadmu na rok z CdSO\(\displaystyle{ _{4}}\). Straty kadmu w procesie wynoszą 10%. Założenia i gęstość prądu 200 A /m \(\displaystyle{ ^{2}}\)natężenie prądu 5kA, wymiary elektrody 1x0.6 m , stopień zanurzenia 85%. Jaki strumień świerzego elektrolitu będzie potrzebny do utrzymania stałego składu elektrolitu w trakcie procesu, zakładając że wprowadzamy elektrolit o składzie 105 g/dm\(\displaystyle{ ^{3} H _{2} SO _{4} + 20g/dm ^{3} ?
\ \ \ \ \eta = 0.9
\ \ \ \ z _{D} = 30.58 t/ \ \ \ \
K: Cd ^{2+} +2e \rightarrow Cd \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \}\)
\(\displaystyle{ A: H _{2} O -2e \rightarrow \frac{1}{2} O _{2} +H ^{+} \ \ \ \
CdSO _{4} +H _{2} O \rightarrow Cd+ \frac{1}{2} O _{2} +H _{2}SO _{4} \ \ \ \
J= \frac{I}{S} \ \ \Rightarrow S=25m ^{2} \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \}\)\(\displaystyle{ m = kIt = kJS _{ \Sigma} t \eta _{p} \ \ \Rightarrow S _{ \Sigma}= 3376m ^{2}}\)
Skąd sie bierze \(\displaystyle{ S _{\Sigma}}\) ?
\(\displaystyle{ S _{g} = 0.6 \cdot 2 \cdot 0.85 =1.02m ^{2}}\)
\(\displaystyle{ n _{e} = \frac{S}{S _{g} } =24.5 \rightarrow 25}\)
\(\displaystyle{ n _{E} = \frac{S _{ \Sigma} }{n _{e} } =135.5 \rightarrow 136}\)
\(\displaystyle{ 1 - 1}\)
\(\displaystyle{ M _{Cd} -105 g/dm ^{3}}\)
x=120g/dm\(\displaystyle{ ^{3}}\)
\(\displaystyle{ C _{Cd}=(120+20)=140g/dm ^{3}}\)
\(\displaystyle{ V= \frac{z _{D} }{ \Delta c \cdot t}}\)
-- 27 kwi 2014, o 23:11 --
Jeszcze w tym zadaniu mam wątpliwości jak obliczyć napięcie katodowe..
Prowadzimy elektrolize \(\displaystyle{ Al _{2}O _{3}}\) raz bezpośrednio, za drugim razem z wykorzystaniem katody węglowej, wykazać w których warunkach będzie niższe napięcie katodowe.
a) \(\displaystyle{ \frac{3}{2} Al _{2}O _{3} \rightarrow \frac{4}{3} Al + O _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta G= 871kJ \ z=3}\)
b)\(\displaystyle{ \frac{3}{2} Al _{2}O _{3} + C \rightarrow \frac{4}{3} Al + CO _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta G= 469kJ}\)
\(\displaystyle{ \Delta G=-zFU _{t}}\)
\(\displaystyle{ U _{t}= \frac{-zF}{ \Delta G}}\)
Czy podane wzory są dobre do tego zadania? Proszę o pomoc .. nie zgadzają mi się wyniki..-- 27 kwi 2014, o 23:52 --Obliczyć napięcie rozkładowe roztworu tlenku sodu w T=25ºC wg reakcji przyjmując, że
\(\displaystyle{ \frac{ \partial E}{ \partial T } = 0.0004 \frac{V}{º}}\)
a) stała b) Hg
a)
\(\displaystyle{ NaCl \rightarrow Na + \frac{1}{2} Cl _{2} \ \ \ \ \Delta H _{1} = 409 kJ}\)
\(\displaystyle{ NaCl \cdot nH _{2}O \rightarrow NaCl + nH _{2}O \ \ \ \ \Delta H _{2} = -2.03 kJ}\)
\(\displaystyle{ Na + H _{2}O \rightarrow NaOH + H _{2} \ \ \ \ \Delta H _{3} = -185.81kJ}\)
______________________________________________________________________________________
\(\displaystyle{ NaCl + H _{2}O \rightarrow \frac{1}{2} O _{2} + \frac{1}{2} H _{2} + NaOH}\)
\(\displaystyle{ \Delta H = \Delta H _{1} + \Delta H _{2} +\Delta H _{3} = 221kJ}\)
\(\displaystyle{ U _{t} = \frac{ \Delta H}{zF} + \frac{ \partial E}{ \partial T}}\) ?
Czy wg tego wzoru się to liczy.. jak to podstawić..
b)
\(\displaystyle{ NaCl \rightarrow Na + \frac{1}{2} Cl _{2} \ \ \ \ \Delta H _{1} = 409 kJ}\)
\(\displaystyle{ NaCl \cdot nH _{2}O \rightarrow NaCl + nH _{2}O \ \ \ \ \Delta H _{2} = -2.03 kJ}\)
\(\displaystyle{ Na + 6Hg\rightarrow NaHg _{(s)} \ \ \ \ \Delta H _{4} = -79.55kJ}\)
______________________________________________________________________________________
\(\displaystyle{ NaCl + H _{2}O + Hg \rightarrow NaHg _{(s)} + \frac{1}{2} O _{2} + \frac{1}{2} H _{2}}\)
\(\displaystyle{ \Delta H = \Delta H _{1} + \Delta H _{2} +\Delta H _{4} = 327.42kJ}\)
\(\displaystyle{ U _{t} = \frac{ \Delta H}{zF} + \frac{ \partial E}{ \partial T}}\) ?
Czy wg tego wzoru się to liczy.. jak to podstawić..