Fa'ata'ita'iga o Fesili ma Talanoaga o Sela Electrolytic
O se sela eletise o se masini e faʻaaogaina e liua ai le malosiaga eletise i se tali faʻakemikolo e le faʻafuaseʻi, e le pei o se sela voltaic poʻo se sela galvanic, lea e liua ai le malosiaga faʻakemikolo i le malosiaga eletise. I totonu o se sela eletise, e faʻaaogaina se tafe eletise e faʻamalosia ai se tali faʻakemikolo lea semanu e le tupu pe a leai se malosiaga eletise faaopoopo. O lenei manatu e taua tele i le tele o faʻaoga faʻapisinisi e pei o le gaosiga o uʻamea mama, le electrolysis o le vai e gaosia ai le hydrogen ma le oxygen, ma le tele o isi mea.
O lenei tusiga o le a talanoaina ai ni nai faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o le electrolysis faʻatasi ai ma a latou talanoaga e mafai ona fesoasoani i tamaiti aʻoga ia malamalama atili i le manatu o sela electrolytic.
Fa'ata'ita'iga Fesili 1: Electrolysis o le NaCl Solution
Fesili
O le vaila'au sodium chloride (NaCl) e fa'aeletorosi e fa'aaoga ai electrodes inert. Tusi ia tali e tutupu i le cathode ma le anode ma oloa e fausia i electrodes ta'itasi.
Talanoaga
I totonu o se sela eletise, e lua eletise: o le cathode (eletode leaga) ma le anode (eletode lelei). O le eletise o se vaifofo NaCl e tupu i ni vaega se lua: o tali i le cathode ma tali i le anode.
1. Tali atu i le Cathode:
I le cathode, o ions o loʻo aʻafia ai o ions Na^+ ma ions H_2O. Peitaʻi, e faigofie ona faʻaitiitia ions H_2O nai lo ions Na^+ ona o lo latou gafatia maualuga e faʻaitiitia ai.
O le tali e tupu i le cathode e faapea:
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2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq) (Gafatia fa'aitiitia = -0.83 V)
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O le oloa e maua mai i le cathode o le kasa haitorosene (H₂).
2. Tali atu i le Anode:
I le anode, o ions o loʻo aʻafia ai o ions Cl⁻ ma ions H_2O. E faigofie ona faʻaʻokeseneina ions Cl⁻ nai lo ions H_2O ona o lo latou gafatia maualalo e faʻaʻokeseneina ai.
O le tali e tupu i le anode e faapea:
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2Cl⁻(aq) → Cl₂(g) + 2e⁻ (Gafatia o le oksitaina = -1.36 V)
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O le oloa e maua mai i le anode o le kasa chlorine (Cl₂).
O lea la, i le electrolysis o le fofo NaCl, o le oloa e gaosia i le cathode o le kasa hydrogen (H₂) ma i le anode o le kasa chlorine (Cl₂).
Fa'ata'ita'iga Fesili 2: Electrolysis o le CuSO₄ Solution ma Electrodes Copper
Fesili
Sa fa'atinoina le electrolysis o le vaila'au kopa(II) sulfate (CuSO₄) e fa'aaoga ai electrodes kopa. Tusi ia tali e tutupu i le cathode ma le anode ma oloa e fausia i electrodes ta'itasi.
Talanoaga
I lenei tulaga, e lē o le paie le eletise, ae o se eletise apamemea, o lea o le a tali atu ai le eletise.
1. Tali atu i le Cathode:
I le cathode, o le a faʻaitiitia ai Cu²⁺ ions i le anode.
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Cu²⁺(aq) + 2e⁻ → Cu(s) (Fa'aitiitia le malosi = +0.34 V)
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O le oloa e gaosia i le cathode o le 'apamemea malo (Cu) lea e fa'aputu i luga o le electrode.
2. Tali atu i le Anode:
I le anode, o le a faʻaʻokeseneina le eletise apamemea lava ia.
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Cu(s) → Cu²⁺(aq) + 2e⁻ (Oxidation malosi = -0.34 V)
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O le oloa e maua mai i le anode o Cu²⁺ ions.
Ona o le eletise e faia i le kopa, o le Cu²⁺ ions e fa'aeletorosi i totonu o le vaila'au e tauia e ala i le fa'ata'ape'apeina o le kopa i le eletise anode.
Faataitaiga 3: Tele o le Uamea ua Fa'aputuina
Fesili
I totonu o se sela eletise, e tafe atu le 0.2 mol o eletise i totonu o se vaifofo CuSO₄. E fia kalama o le kopa ua fa'aputuina i le cathode?
Talanoaga
E mafai ona fa'aaogaina le aofa'i o mole o electrons (F) o lo'o tafe e fuafua ai le aofa'i o mole o u'amea ua teuina. O le fua fa'atatau a Faraday mo le teuina o u'amea e fa'apea:
\[ n = \frac{Q}{Fz} \]
di mana:
– Q = aofaʻi o le totogi (i Coulombs)
– F = Faraday's constant (96500 C/mol)
– z = aofaʻi o eletise i le mole taʻitasi o le tali atu.
I lenei tulaga, e mitiia e le Cu²⁺ ni eletise se lua ma avea ai ma Cu, o lea la o le z = 2.
O le aofaʻi o mole o le kopa na teuina o le:
\[ n = \frac{0.2 \text{ moles o electrons}}{2} = 0.1 \text{ moles o Cu} \]
Mamafa o le kopa na teuina:
\[ \text{mamafa o Cu} = n \times \text{Mr} \]
lea o Mr o le molar mass o le Cu (63.5 g/mol)
O lea la:
\[ \text{mamafa o Cu} = 0.1 \times 63.5 = 6.35 \text{kalama} \]
O lea la, e 6.35 kalama o le 'apamemea o le a teuina i luga o le cathode.
Fa'ata'ita'iga Fesili 4: Eletise o le Vailaau KI
Fesili
O le electrolysis o se fofo KI e faia e faʻaaoga ai electrodes inert. Tusi ia tali o loʻo tutupu i le cathode ma le anode ma oloa na fausia i electrode taʻitasi.
Talanoaga
1. Tali atu i le Cathode:
I le cathode, o ions o loʻo aʻafia ai o ions K⁺ ma H_2O. E faigofie ona faʻaitiitia le H_2O nai lo ions K⁺.
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2H₂O(l) + 2e⁻ → H₂(g) + 2OH⁻(aq)
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O le oloa e maua mai i le cathode o le kasa haitorosene (H₂).
2. Tali atu i le Anode:
I le anode, o ions o loʻo aʻafia ai o I⁻ ma H_2O ions. E faigofie ona faʻaʻokeseneina I⁻ ions nai lo H_2O ions.
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2I⁻(aq) → I₂(s) + 2e⁻
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O le oloa e maua mai i le anode o le iodine (I₂).
O lea la, i le electrolysis o le KI solution, o le oloa e gaosia i le cathode o le hydrogen gas (H₂) ma i le anode o le iodine (I₂).
Fa'ato'a
O se malamalamaga mautu i mataupu faavae ma faʻaoga o sela eletise e taua tele mo tamaiti aʻoga kemisi ma tagata tomai faapitoa i matāʻupu e pei o le metallurgy, gaosiga o vailaʻau, ma le alamanuia o le malosi. O lenei tusiga o loʻo tuʻuina atu ai ni faʻataʻitaʻiga o faʻafitauli o le electrolysis ma a latou fofo e fesoasoani e faʻamalosia ai lenei malamalamaga. E faʻamoemoe o le a fesoasoani le malamalama lelei i nei manatu faavae e foia ai faʻafitauli eseese faʻatino ma faʻavae e feagai ma le lalolagi moni.
