Question

Magneziul se obţine industrial prin electroliza topiturii de clorură de magneziu. Scrieti reacţiile care au loc la electrozi. Calculati masa de magneziu (g) depusă la catod, dacă se foloseşte un curent cu intensitatea de 2 A, timp de 30 minute.

Answer 1

Răspuns:

a) Reacții chimice la electroliza MgCl₂ topit

a1) disocierea totală în topitură a sării MgCl₂ în ionii componenți:

MgCl₂→ Mg²⁺ + 2 Cl⁻

a2) deplasarea ionilor spre electrozi, astfel:

spre anod (+)  merg ionii de semn electric opus: Cl⁻

spre catod (-) merg ionii de semn electric opus, Mg²⁺

a3) descărcarea ionilor de sarcina lor electrică, prin reacții de oxidare și reducere:

anod (+):  2Cl⁻ - 2.1 e⁻→ 2Cl⁰  → Cl₂ gaz  reacție de oxidare

              2  ion       →   2 atom  →   moleculă

catod(-) Mg²⁺ + 2 e⁻  → Mg⁰ ↓  reacție de reducere

          ion                   atom

Rezultă EIR:

2Cl⁻ + Mg²⁺ -2e⁻+2e⁻ → Cl⁰₂↑  + Mg⁰↓

Ecuația moleculară:

MgCl₂ topitura → electroliză→ Mg↓ + Cl₂↑

b) Masa de magneziu, depus la catod, dacă intensitatea curentului I=2 A și timp electroliză, t=30 min= ? (g)

Indicație

Se aplică legea electrolizei (Faraday):

masa de substanță elementară depusă sau degajată la electroliz, ăn timpul electrolizei se calculează cu relația matematică:

m = k. Q

unde:

k  coeficient electrochimic=Eg substanță elementară/F

Eg=echivalentul gram al substanței elementare(element)=A/n

A= masa atomică; n = număr de electroni acceptați/cedați de ionul acestui element chimic

F=constanta lui Faraday =96500C/Eg ; 1 C = 1 A . 1 s

Rezolvare

m Mg = k Mg . Q= k Mg . I. t

k Mg = A Mg / 2 e⁻(vezi ion Mg²⁺+2e = Mg⁰)

k Mg = 24/2=12

I=2 A

t=30 min = 30 min. 60 s/min=1800s

Rezultă:

m Mg = (12/ 96500 ) . 2.1800= 12.2.1800 / 96500=43200/96500

m Mg=0,4476 g aprox 0,45

R aprox 0,45 g Mg

Verificați, calculele!

Explicație: