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Intensità di corrente durante l'elettrolisi

Calcolo della intensità di corrente durante l'elettrolisi

In seguito ad elettrolisi di una soluzione contenente disciolti ioni Ag+, il catodo di nichel avente una superficie di 100,0 cm2 viene ricoperto da uno spessore di argento (MM = 107,88 g/mol; d = 10,5 g/cm3) metallico dello spessore di 10,0 µm.

Sapendo che l'elettrolisi è stata protratta per un tempo di 50' e che il rendimento di corrente è del 90%, si calcoli il valore dell'intensità della corrente elettrica utilizzata.

Svolgimento dell'esercizio

Determiniamo il volume di nichel depositatosi al catodo moltiplicando la superficie del catodo di nichel (100,0 cm2) per lo spessore in cm di argento (10,0 µm = 10,0 · 10-4 cm).

V = S ·h = 100 cm2 · 10,0 · 10-4 cm = 0,1 cm3

Determiniamo la massa di argento che si è depositata al catodo:

m = d · V = 10,5 g/cm3 · 0,1 cm3 = 1,05 g

La reazione di riduzione dell'argento è la seguente:

Ag+ + e- → Ag

Determiniamo gli equivalenti di Ag che si sono depositati:

eq = g / PE = 1,05 / (107,88/ 1) = 9,73 · 10-3 eq

Dalla teoria 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 qualsiasi composto.

Mediante una proporzione è possibile determinare il numero di Coulomb necessari per depositare al catodo 9,73 · 10-3 eq di Ag:

1 eq : 96500 C = 9,73 · 10-3 eq : X

Da cui:

X = 96500 · 9,73 · 10-3 / 1 = 938,95 C

Il rendimento di corrente è del 90% pertanto i Coulomb che realmente passano nella cella elettrolitica sono:

90 : 100 = 938,95 : X

Da cui:

X = 100 · 938,95 / 90 = 1043,28 C

La quantità di elettricità (Coulomb) passata attraverso la cella elettrolitica viene determinata moltiplicando l'intensità di corrente per il tempo in secondi dell'elettrolisi:

Q = i · t

Da cui:

i = Q / t = 1043,28 / (50 · 60) = 0,348 A

In cui 50 · 60 è il tempo in secondi dell'elettrolisi (50' = 50 · 60 s).

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