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Elettrolisi del CuSO4

Esercizio sull'elettrolisi del CuSO4

Durante l'elettrolisi di una soluzione di CuSO4 si producono 10 g di Cu metallico.

Determinare per quanto tempo deve essere protratta l'elettrolisi operando con una corrente elettrica di intensità pari a 0.35 A

Svolgimento

Il solfato di rame CuSO4 è una sale solubile in acqua, che si dissocia nel seguente modo:

CuSO4 → Cu2+ + SO42-

Attraverso un processo di elettrolisi si vuole ridurre lo ione Cu2+ a Cu metallico; si vogliono ottenere 10 grammi di rame metallico. La reazione di riduzione è la seguente:

Cu2+ + 2e- → Cu

Determiniamo il peso equivalente del Cu dividendo il peso atomico del rame per gli elettroni scambiati nel processo di riduzione:

PE = PA / n = 63,546 / 2 = 31,773 g/eq

Determiniamo il numero di equivalenti dividendo la massa in grammi per il valore del peso equivalente:

eq = g / PE = (10 g) / (31,773 g/eq) = 0,3147 eq

Sappiamo che il passaggio di un faraday di elettricità (1 faraday = 96500 C, si veda: costante di Faraday) fa reagire all'elettrodo 1 equivalente di un qualunque composto. Mediante una proporzione è possibile determinare il numero di Coulomb necessari per depositare 0,3147 eq di Cu:

96500 C : 1 eq = X : 0,3147 eq

da cui:

X = (96500 C · 0,3147 eq) / (1 eq) = 30368,55 C

Per determinare per quanto tempo deve essere protratta l'elettrolisi bisogna dividere il valore dei Coulomb per il valore dell'intensità di corrente:

t = C / I = (30368,55 C) / (0,35 A) = 86767 s

Il tempo necessario per fare depositare i 10 g di Cu è quindi di 86767 s che corrispondono a 24,10 h.

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