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Elettrolisi del fluoruro acido di potassio

Esercizio sull'elettrolisi del fluoruro acido di potassio fuso

Il fluoruro acido di potassio (KHF2) fuso viene elettrolizzato con una corrente di 5,0 A per 50 minuti.

Si determini il volume di fluoro elementare (F2) che si forma all'anodo calcolato nelle condizioni standard.

Svolgimento dell'esercizio

L'esercizio propone il calcolo del volume di fluoro elementare che si forma all'anodo nell'elettrolisi del fluoruro acido di potassio (KHF2) fuso.

Convertiamo il tempo in secondi; ricordando che in un minuto ci sono 60'', si ha che:

t = 50 · 60 = 3000''

Determiniamo la quantità di corrente circolata nella cella elettrolitica moltiplicando l'intensità della corrente i per il valore del tempo in secondi:

Q = i · t = 5,0 · 3000 = 15000 C

Il passaggio di 1 faraday di elettricità (1 faraday = 96500 C, per info: costante di Faraday) fa reagire all'elettrodo 1 equivalente di un qualsiasi composto.

Mediante una proporzione è possibile determinare quanti equivalenti di F2 vengono liberati all'anodo:

1 : 96500 = X : 15000

Da cui:

X = 0,155 eq

Sappiamo che una mole di qualsiasi gas misurato nelle condizioni standard occupa il volume di 22,414 L.

È pertanto necessario determinare le moli di Cl2 dividendo il numero di equivalenti per il numero di elettroni scambiati nella semireazione di ossidazione.

La semireazione che avviene all'anodo è la seguente:

2 F- → F2 + 2e-

in quanto lo ione fluoruro (F-) di KHF2 si ossida a F2.

Pertanto il numero di moli di F2 sviluppati sono (per info: da equivalenti a moli):

n = eq / Z = 0,155 / 2 = 0,0775 mol

Per determinare il volume di Cl2 calcolato nelle condizioni standard impostiamo la seguente proporzione:

1 mol : 22,414 L = 0,0775 mol : X

Da cui:

X = 1,73 L

In conclusione, il volume di Cl2, misurato nelle condizioni standard, che si sviluppa all'anodo è di 1,73 litri.

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