مسائل على قوانين فاراداي

مثال 1: احسب كتلة النحاس المترسبة عند إمرار تيار شدته 2 A لمدة 30 دقيقة في محلول كبريتات النحاس \[\begin{gathered}\,\text{II} (\,\text{Cu} = 63.5).\end{gathered}\]الحل:

• الزمن = \[\begin{gathered}30 \times 60 = 1800 s\end{gathered}\]
• كمية الكهرباء \[\begin{gathered}Q = 2 \times 1800 = 3600 C\end{gathered}\]
• Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu، فالكتلة المكافئة = \[\begin{gathered}63.5 \div 2 = 31.75 g\end{gathered}\]
• \[\begin{gathered}m = (3600 \times 31.75) \div 96500\end{gathered}\]
• \[\begin{gathered}m = 1.184 g\end{gathered}\]مثال 2: احسب كتلة كل من الذهب والكلور الناتجين من إمرار 10000 C من الكهرباء في محلول مائي من كلوريد الذهب \[\begin{gathered}\,\text{III} (\,\text{Au} = 197\end{gathered}\]، \[\begin{gathered}\,\text{Cl} = 35.45).\end{gathered}\]الحل:
• تفاعل الكاثود: Au³⁺ + 3e⁻ → Au، فالكتلة المكافئة للذهب = \[\begin{gathered}197 \div 3 = 65.67 g\end{gathered}\]
• تفاعل الأنود: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻، فالكتلة المكافئة للكلور = 35.45 g
• كتلة الذهب = \[\begin{gathered}(10000 \times 65.67) \div 96500 = 6.805 g\end{gathered}\]
• كتلة الكلور = \[\begin{gathered}(10000 \times 35.45) \div 96500 = 3.674 g\end{gathered}\]مثال 3: ما كمية الكهرباء (بالكولوم) اللازمة لفصل 5.6 g من الحديد من محلول كلوريد الحديد \[\begin{gathered}\,\text{III} (\,\text{Fe} = 55.85)\end{gathered}\]؟ الحل:
• تفاعل الكاثود: Fe³⁺ + 3e⁻ → Fe
• الكتلة المكافئة للحديد = \[\begin{gathered}55.85 \div 3 = 18.62 g\end{gathered}\]
• ترسيب 18.62 g يحتاج 96500 C
• \[\begin{gathered}Q = (5.6 \times 96500) \div 18.62\end{gathered}\]
• \[\begin{gathered}Q \approx 29022 C\end{gathered}\]مثال 4: مرت كمية الكهرباء نفسها في خليتين على التوالي: الأولى كبريتات النحاس II والثانية نيترات الفضة، فترسب 1.588 g من النحاس. احسب كتلة الفضة المترسبة (Cu = 63.5، \[\begin{gathered}\,\text{Ag} = 107.88).\end{gathered}\]الحل:
• الكتلة المكافئة للنحاس = \[\begin{gathered}63.5 \div 2 = 31.75 g\end{gathered}\]
• الكتلة المكافئة للفضة = \[\begin{gathered}107.88 \div 1 = 107.88 g\end{gathered}\]
• كتلة Ag ÷ كتلة \[\begin{gathered}\,\text{Cu} = 107.88 \div 31.75\end{gathered}\]
• كتلة \[\begin{gathered}\,\text{Ag} = 1.588 \times 107.88 \div 31.75\end{gathered}\]
• كتلة \[\begin{gathered}\,\text{Ag} = 5.40 g\end{gathered}\]مثال 5: كم ثانية يلزم لترسيب 9 g من الألومنيوم من مصهور مركب ألومنيوم بتيار شدته \[\begin{gathered}10 A (\,\text{Al} = 27)\end{gathered}\]؟ الحل:
• Al³⁺ + 3e⁻ → Al، فالكتلة المكافئة = \[\begin{gathered}27 \div 3 = 9 g\end{gathered}\]
• 9 g ترسب بمرور 96500 C
• \[\begin{gathered}t = Q \div I = 96500 \div 10\end{gathered}\]
• t = 9650 s (حوالي 2 ساعة و41 دقيقة)