Problema n° 8 de electrólisis. Carga eléctrica necesaria para que un elemento se deposite en el electrodo - TP06
Enunciado del ejercicio n° 8
¿Cuántos culombios son necesarios en una celda para la producción electrolítica de 245 g de NaClO₄ a partir de NaClO₃? A causa de reacciones secundarias, el rendimiento del ánodo para la reacción deseada es del 60 %.
Desarrollo
Datos:
mNaClO4 = 245 g
η = 0,60
F = 96.494 C
Fórmulas:
m = ζ·i·t
| Eq = | PA |
| V |
Solución
Planteamos la ecuación balanceada:
| 2·NaClO₃ | + | O₂ | ⟶ | 2·NaClO₄ |
| 2·106,441 g | + | 31,9988 g | = | 2·122,4404 g |
| 212,882 g | + | 31,9988 g | = | 244,8808 g |
| 244,8808 g | = | 244,8808 g | ||
244,8808 g de NaClO₄ ≅ 245 g de NaClO₄ ⟶ 2 moles de NaClO₄
MolNaClO4 = 122,4404 g
Planteamos la reacción en el ánodo:
ClO₃⁻ + H₂O ⟶ ClO₄⁻ + 2·H⁺ + 2·e
Número de oxidación o valencia = 2 (2 electrones)
Calculamos el equivalente químico del NaClO₄:
| Eq = | mol |
| N.O. |
| Eq = | 122,4404 |
| 2 |
Eq = 61,2202 g
Con el dato del equivalente químico calculamos la cantidad de Eq que se requieren:
| n Eq = | mNaClO4 |
| Eq |
Reemplazamos y calculamos:
| n Eq = | 245 g |
| 61,2202 g |
n Eq = 4,00194707
El rendimiento es η = 0,60, por tanto, se necesitaran más Eq:
| n Eq = | 4,00194707 |
| 0,60 |
n Eq = 6,669911783
Calculamos los Faraday necesarios:
| 1 Eq | ⟶ | 96.494 C |
| 6,669911783 Eq | ⟶ | q |
q = 6,669911783·96.494 C
q = 643.606,4676 C
Respuesta: la carga para la producción electrolítica de 245 g de NaClO₄ es 643.606 C.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina
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Ejemplo, cómo calcular la carga necesaria para que un elemento se deposite en el electrodo