Ajụjụ na Mkparịta ụka gbasara Ngwa Electrochemical: Mkpuchi Metal
Electrochemistry bụ ngalaba kemistri nke na-amụ mmekọrịta dị n'etiti mmeghachi omume kemịkalụ na ọkụ eletrik. Otu n'ime ojiji electrochemistry kachasị na nke bara uru bụ plating metal, ma ọ bụ electrodeposition. A na-eji metal plating eme ihe n'ọtụtụ ụlọ ọrụ, site na ịchọ mma ruo na arụmọrụ, dịka mkpuchi na-eguzogide nchara ma ọ bụ imeziwanye ike eletrik.
Isiokwu a ga-atụle ọtụtụ nsogbu atụ metụtara itinye electrochemistry na metal plating, yana usoro iji dozie ha. Ịghọta echiche ndị bụ isi na ojiji bara uru nke electrodeposition ga-enyere gị aka idozi ụdị nsogbu dị iche iche n'ọhịa a. Lee ụfọdụ ihe atụ nsogbu:
Ihe atụ Nsogbu nke 1: Ịkwanye ọlaọcha n'elu ọla kọpa
Ajụjụ:
Ị chọrọ iji ihe ngwọta ọlaọcha (AgNO3) kpuchie mpempe ọla kọpa na ọlaọcha. Mpempe ọla kọpa ahụ dị gram 500, na-eji amps abụọ nke ọkụ eletrik, ọ na-achọkwa oge mkpuchi nke otu awa. gram ole ka a ga-ekpuchi mpempe ọla kọpa ahụ?
Azịza:
1. Chọpụta chajị eletriki ejiri:
Enwere ike ịgbakọ ụgwọ eletriki ejiri (Q) site na iji usoro a:
\[
Q = I \ugboro t
\]
Ebe:
– I = ọkụ eletrik (amperes)
– t = oge (sekọnd)
Gbanwee oge site na awa gaa na sekọnd:
\[
t = 1 \ederede{ awa} \oge 3600 \ederede{ sekọnd/awa} = 3600 \ederede{ sekọnd}
\]
Ịgbakọ ụgwọ ọkụ eletrik:
\[
Q = 2 \ederede{ A} \oge 3600 \ederede{ s} = 7200 \ederede{ Coulomb}
\]
2. Ịgbakọ Ọsọ Faraday (nF):
Mmeghachi omume mkpuchi ọlaọcha nke Ag+ na Ag(s) bụ:
\[
\ederede{Ag}^+ + e^- \rightarrow \text{Ag}
\]
Nke a pụtara na a chọrọ 1 mole nke elektrọn iji tinye 1 mole nke ọlaọcha.
Uru nke ihe na-agbanweghi agbanwe nke Faraday (F) bụ 96485 Coulombs/mol elektrọn.
Ịgbakọ ọnụọgụgụ nke elektrọn ejiri:
\[
\ederede{n} = \frac{Q}{F} = \frac{7200 \ederede{ C}}{96485 \ederede{ C/mol}} = 0.0746 \ederede{mol}
\]
3. Ịgbakọ Oke nke Silver ekpuchiri:
Site na iji molar mass nke Ag (107.87 g/mol), enwere ike ịgbakọ oke ọlaọcha dị ka:
\[
\text{Uka Ag} = 0.0746 \text{mol} \times 107.87 \text{ g/mol} = 8.05 \text{ g}
\]
Ya mere, a ga-etinye gram ọlaọcha 8.05 n'elu mpempe akwụkwọ ọla kọpa ahụ.
Ajụjụ Ihe Nlereanya nke 2: Ịrụ Ọrụ Mkpuchi
Ajụjụ:
Ọ bụrụ na n'usoro mkpuchi ọlaọcha gara aga, arụmọrụ mkpuchi ahụ bụ naanị 85%, gram ole ka e tinyere n'elu mpempe ọla kọpa ahụ?
Azịza:
1. Ịgbakọ Oke Ọlaọcha Site n'Ịrụ Ọrụ:
Oke nke ọlaọcha a kpụchara akpụ n'echeghị echiche bụ gram 8.05 (site na ajụjụ 1).
Na arụmọrụ 85%, oke nke ọlaọcha a pịrị apị bụ:
\[
\text{Akụkụ n'ezie nke Ag} = 8.05 \text{ g} \times 0.85 = 6.84 \text{ g}
\]
Ya mere, a na-etinye gram ọlaọcha 6.84 n'elu mpempe ọla kọpa ahụ.
Ihe atụ nke atọ: Ịkpuchi ọla ndị ọzọ
Ajụjụ:
Ọ bụrụ na ịchọrọ iji ihe NiSO4 mee ka ihe kpuchie ihe, ogologo oge ole ka ọ ga-ewe iji kpuchie gram iri nke nickel ma ọ bụrụ na ugbu a ejiri mee ihe bụ 3 Amperes?
Azịza:
1. Ịchọpụta Ihe achọrọ maka Mole Electron:
Mmeghachi omume nke Ni^2+ na Ni(s) na nickel plating bụ:
\[
\ederede{Ni}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Ni}
\]
Nke a pụtara na achọrọ mole abụọ nke elektrọn iji tinye mole 1 nke nickel.
2. Ịgbakọ mole nke nickel:
Site na iji molar mass nke nickel (58.69 g/mol), moles nke nickel achọrọ bụ:
\[
\text{n (Ni)} = \frac{10 \text{g}}{58.69 \text{g/mol}} = 0.1704 \ederede{mol Ni}
\]
3. Ịgbakọ Moles nke Electrons:
Ebe ọ bụ na mole nickel ọ bụla chọrọ mole elektrọn abụọ:
\[
\ederede{n (elektrọn)} = 0.1704 \ederede{ mol Ni} \oge 2 \ederede{ mol e^-}/\ederede{ mol Ni} = 0.3408 \ederede{ elektrọn mole}
\]
4. Ịgbakọ ụgwọ ọkụ eletrik:
Site na iji ihe Faraday na-agbanwe agbanwe (F = 96485 C/mol), chajị ọkụ eletrik achọrọ bụ:
\[
Q = \ederede{n (elektrọn)} \oge F = 0.3408 \ederede{ mol} \oge 96485 \ederede{ C/mol} = 32872 \ederede{ C}
\]
5. Ịgbakọ Oge achọrọ:
Site na ọkụ eletrik (I) nke 3 Amperes, oge achọrọ (t) bụ:
\[
t = \frac{Q}{I} = \frac{32872 \text{ C}}{3 \text{ A}} = 10957.33 \text{ sekọnd}
\]
Tụgharịa sekọnd ka ọ bụrụ awa:
\[
t = \frac{10957.33 \text{ s}}{3600 \text{ s/awa}} = 3.04 \text{ awa}
\]
Ya mere, oge achọrọ iji kpuchie gram 10 nke nickel bụ ihe dị ka awa 3.04.
Mmechi
N'isiokwu a, anyị atụleela ọtụtụ nsogbu gbasara itinye electrochemistry n'ime metal plating. Site n'ịghọta usoro ndị dị na ọlaọcha na nickel plating, ị nwere ike ịghọta nke ọma ojiji electrochemistry. Usoro dịka ịchọpụta chajị eletriki ejiri mee ihe, ịgbakọ moles nke electrons na oke nke metal a na-etinye, na ịchọpụta oge achọrọ maka usoro plating bụ nkà dị mkpa niile dị mkpa n'ọhịa a.
Enwere m olileanya na isiokwu a ga-abara gị uru n'inyere gị aka ịmụta echiche na ojiji nke electrochemistry na metal plating.
