sk|cz|

Electric current in the electrolytes

1.

Charakterizujte elektrický prúd v elektrolytoch!

Riešenie:

Elektrolyty sú látky, ktorých roztoky alebo taveniny vedú elektrický prúd pomocou iónov. Elektrický prúd v elektrolytoch je usporiadaným pohybom katiónov (+) a aniónov (-). Katióny sa pohybujú na katódu (-), anióny na anódu (+). Elektrolytická disociácia je proces, pri ktorom sa neutrálne molekuly elektrlytu štiepia na ióny. Elektrolýza je proces, pri ktorom nastávajú chemické zmeny elektród a elektrolytu, ak ním prechádza elektrický prúd.

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-1r.gif 


2.Vypočítajte:

  • a.) množstvo hliníka, ktorý sa vylúči pri elektrolýze na elektróde za 24 hodín prúdom 10kA. A(Al3+) = 0,093.10-6kg.C-1
  • b.) akým prúdom by sa vylúčil z elektrolytu chróm s hmotnosťou 3,24g za 1hodinu. A(Cr3+) = 0,18.10-6kg.C-1

Riešenie:

 fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-2r.gif

  • a.) Na elektróde sa vylúči 80kg hliníka.
  • b.) Chróm sa na elektróde vylúči prúdom 5A.

3.

Určite elektrochemický ekvivalent hliníka a medi

Riešenie:

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-3r.gif 

Elektrochemické ekvivalenty sú A(Al)= 0,0932.10-6kg.C-1 a A(Cu)=0,329.10-6kg.C-1


4.

Elektrolytom CuSO4 prechádza prúd 1A. Koľko atómov medi sa vylúči na katóde za 10 sekúnd? A(Cu) = 0,329.10-6kg.C-1 NA = 6,022.1023mol-1, Mm = 63,548.10-6kg.mol-1

Riešenie:

Rozbor:

I = 1A,  t = 10s,  A(Cu) = 0,329.10-6kg.C-1 NA = 6,022.1023mol-1, Mm = 63,548.10-6kg.mol-1

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-4.gif 

Na katóde sa vylúči N = 3,12.1019 atómov medi.


5. Guľa, ktorej polomer je r = 5cm, má byť poniklovaná vrstvou hrúbky h = 0,15mm. Ako dlho treba guľu ponechať v elektrolyte pri prúde I = 1A?

Riešenie:

Rozbor:

r = 5cm = 5.10-2m,  h = 0,15.10-3m, I = 1A,  A(Ni) = 0,304.10–6kg.C–1, ρ(Ni) = 8,8.103kg.m–3

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-5.gif 

Poniklovanie gule trvá asi 38 hodín.


6.

Poniklovanie kovovej doštičky, ktorá má povrch 100cm2, trvalo pri prúde 0,4A štyri hodiny. Vypočítajte hrúbku niklovej vrstvy, ktorá sa na doštičke vytvorila!

Riešenie:

Rozbor:

S = 100cm2 = 10–2m2,  I = 0,4A,  t = 4hod = 14 400s, v = 2, F = 96,5.103C.mol-1

Mm(Ni) = 58,7.10–3kg.mol–1,  ρ(Ni) = 8,9.103kg.m–3

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-6.gif 

Hrúbka niklovej vrstvy je h = 19,68μm.


7.

Akú energiu potrebujeme, aby sme pri elektrolýze síranu meďnatého CuSO4 získali meď o hmotnosti 1g, ak elektrolýza prebieha pri napätí 4V?

Riešenie:

Rozbor:

m = 1g = 10–3kg,  U = 4V,  A(Cu) = 0,329.10–6kg.C–1

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-7.gif 

Pri elektrolýze spotrebujeme 12,2 kJ energie.


8.

Dve elektrolytické vane s roztokmi AgNO3 a CuSO4 sú zapojené sériovo. Koľko medi sa vylúči za dobu, za ktorú sa vylúči 850 mg striebra?

Riešenie:

Rozbor:

A(Ag) = 1,118.10–6kg.C–1, A(Cu) = 0,329.10–6kg.C–1,  mAg = 850mg. mCu = ?

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-8.gif 

Vylúči sa 250 mg medi.


9.

Aký elektrický prúd prechádzal elektrolytom, keď medená katóda vážila pred meraním 35g a po meraní, ktoré trvalo 40 minút 39g.

Riešenie:

Rozbor:

Δm = 4g = 4.10-3kg,  t = 40min = 2400s, A(Cu) = 0,329.10–6kg.C–1

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-9.gif 

Elektrolytom prechádzal prúd I = 5,065A.


10.

Rozkladné napätie pri elektrolýze kyseliny sírovej malo hodnotu 2,2V. Pri napätí 3,5V prechádzal elektrolytom prúd 2,8A. Elektródy boli od seba vzdialené 4cm a prierez elektrolytického vodiča bol 30cm2. Určite merný odpor (rezistivitu) elektrolytu!

Riešenie:

Rozbor:

Ur = 2,2V,  U = 3,5V,  I = 2,8A,  S = 30.10–4m2, l = 4cm = 4.10–2m, ρ = ?

fyzika-elektricky-prud-v-elektrolytoch-10.gif 

Merný odpor (rezistivita) elektrolytu je ρ = 0,0348m.Ώ.