Lesnotas volgens weke en kwartaal - Senior Seconder 2

Blaai deur onderwerpe vir Senior Sekondêr 2 1ste, 2de en 3de Kwartaal, Alle Weke, Alle Vakke

  1. Tuis
  2. Lesnotas volgens weke en kwartaal
  3. Senior Sekondêr 2

VAK: CHEMIE

KLAS: SS 2

DATUM:

KWARTAAL: 1ste KWARTAAL

VERWYSINGSMATERIALE

  • Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skole deur OY Ababio
  • Nuwe Stelselchemie vir Senior Sekondêre Skole deur TY Toon et al
  • SSCE vorige vrae en antwoorde oor chemie
  • UTME vorige vrae en antwoorde oor chemie


WEEK AGT

ONDERWERP: FARADAY SE WETTE VAN ELEKTROLISE

INHOUD

  • Faraday Eerste en Tweede wette van elektrolise.
  • Verifikasie van Faraday se wette van elektrolise.
  • Berekeninge gebaseer op Faraday se wette.

           

FARADAY SE EERSTE WET VAN ELEKTROLISE

Faraday se eerste wet bepaal dat die massa (m) van 'n element wat ontslaan word tydens 'n elektrolise van 'n elektroliet direk eweredig is aan die hoeveelheid elektrisiteit (Q) wat daardeur gaan.

Faraday se eerste wet kan op die volgende wiskundige manier uitgedruk word

M α Q

Maar Q = Dit

    M α Dit

    M =EIt of         M = EQ

Waar E die konstante van proporsionaliteit is wat bekend staan as Elektrochemiese ekwivalent van 'n stof.

M word gemeet in gram (g)

I word gemeet in Ampere (A)

t word gemeet in sekondes (s)

Q word gemeet in Coulomb(C)    

Daarom word E gemeet in gA -1 S -1 of gC -1 , vir 'n bepaalde elektrolitiese proses op verskillende tydstip, kan die wet ook uitgedruk word as M 1 /Q 1 = M 2 / Q 2

OF :-     M 1     =     M 2

    ek 1 t 1         ek 2t2 _ _

VERIFIKASIE VAN FARADAY SE EERSTE WET VAN ELEKTROLISE .

Die eksperimentele opstelling is Die elektrolitiese sel hierbo kan gebruik word om Faraday se eerste wet te verifieer.

Die koperkatode word aan die begin van die eksperiment geweeg. 'n Bestendige stroom van 1A word vir 10 minute deurgegee en die stroomtoevoer word afgeskakel. Die koperkatode word dan weer geweeg om die toename in massa te vind. Hierdie prosedure word herhaal met verskillende tydintervalle. 'n Grafiek van toename in massa teenoor tyd gee 'n reguit lyn wat deur die oorsprong gaan.

Wanneer die eksperiment herhaal word deur verskillende strome vir 'n vaste tydperk te gebruik, gee 'n grafiek van massatoename teen die grootte van die stroom ook 'n reguit lyn wat deur die oorsprong gaan.

m(g) m(g)







t(s) I(A)

Die twee grafieke toon dat die massa koper wat neergelê is direk eweredig is aan die grootte van die stroom, dws M α I

EVALUERING

  1. Noem Faraday se eerste wet van elektrolise en skryf 'n wiskundige uitdrukking vir die wet
  2. Watter soort grafiek word verkry wanneer massa teen tyd geplot word of massa teen stroom in elektrolise geplot word?

FARADAY SE TWEEDE WET VAN ELEKTROLISE

Faraday se tweede wet van elektrolise bepaal dat wanneer dieselfde hoeveelheid elektrisiteit Q deur verskillende elektroliete gevoer word, die relatiewe aantal mol van die elemente wat ontlaai is omgekeerd eweredig is aan die ladings op die ione van die elemente.

m = Q OF m 1 /Z 1 = m 2 /Z 2

Z/F M     M 1 M 2

Die minimum hoeveelheid elektrisiteit wat benodig word om een mol van 'n eenwaardige ioon vry te maak, is 96500C. Hierdie hoeveelheid elektrisiteit word die Faraday (F) genoem. Een Faraday (1F) is een mol elektron wat Avogadro se aantal (6.62 x 10 23 ) elektrone bevat. Dit volg dat twee Faraday's (2F) nodig sal wees om 1 mol ione van 'n tweewaardige element of radikaal soos Pb 2+ of S0 4 2-

dws M 2+ + 2e- M of A 2- A + 2e-

   

VERIFIKASIE VAN FARADAY SE TWEEDE WET VAN ELEKTROLISE

Om die tweede wet te verifieer, stel twee elektrolitiese selle op.

  1. Een met koperelektrodes gedompel in CuSO 4 oplossing

ii     Die ander met silwer elektrodes gedompel in AgNO 3 oplossing.

Die koper- en silwerkatodes word geweeg voordat die eksperiment begin

'n Bestendige stroom van 1A word byvoorbeeld vir 15 minute in die oplossing deurgegee en die stroomtoevoer word afgeskakel. Die massa van elke katode word dan weer geweeg om die toename in massa te vind. Die aantal mol silwer wat by die silwer katode neergelê word, sal verdubbel word die aantal koper wat by die koperkatode neergelê word, alhoewel dieselfde hoeveelheid elektrisiteit deur die twee elektroliete gevoer is, dws as Y mol koper neergelê word deur 2Y mol silwer neergelê is . Die lading op die Cu 2+ is +2 en dié op die Ag + is +1, dus is die aantal mol koper en silwer wat neergelê is omgekeerd eweredig aan lading op hul ione            

BEREKENINGE GEBASEER OP DIE WET

VOORBEELDE

  1. Bereken die elektrochemiese ekwivalent van 'n metaal M as 'n stroom van 5A vir 1 uur deurgelaat word en 2g van M neergelê word

OPLOSSING:

        :-     M = 2g,     I = 5A,     t = 1 uur

            M = Z Dit

            2 = Z x 5x 1x 60x 60     = 2/1800

            Z = 2,78 x 10 -4 g I -1 s -1

2     Tydens elektrolise van 'n koperoplossing is 5g koper in 10min neergelê wanneer 'n stroom van 1A deurgevoer is. Bereken die tyd wat nodig is om 20g te deponeer

  1. as dieselfde stroom geslaag is
  2. as 'n stroom van 2A geslaag is.

   

OPLOSSING:-

M 1 , = 5g, t 1 = 10min = 600 sek.

            I 1 = 1A

  1. I 1 = I 2 = 1A,         M 2 = 200g, t 2 = ?

        M 1 / t 1 = M 2 / t 2

        5/ 600 = 20/t 2

        t 2 = 20 x 600 /5 = 2400 sek.

    ii     I 2 = 2A , M 2 = 20g, t= ?

        M 1 /I 1 t 1 = M 2 / I 2 t 2

        5 = 20

    1 x 600 2 xt

t 2 = 20 x 1 x 600

            2 x 5

        t 2 = 1200 sek.

EVALUERING

  1. Watter massa aluminium sal neergelê word as 5.6A vir 10 minute deur die oplossing gevoer word?
  2. Bereken die massa silwer wat neergelê word wanneer 'n stroom van 2.6A vir 70 minute deur 'n oplossing van 'n silwersout gevoer word. (Ag = 108; 1 Faraday = 96500C)

WERK VOORBEELDE

  1. Hoeveel mol elektrone word benodig om 2,5 mol silwerioon tydens elektrolise te ontlaai?

OPLOSSING:

Ag + + e - Ag

1 Mol Ag + word ontslaan deur 1 mol e -

2.5 mol Ag + word ontslaan deur 2.5 mol e -

2,5 mol elektrone word benodig

  1. As 6 mol elektrone deur verskillende oplossings van koper en silwer gevoer word, bereken die mol silwer wat neergelê is teen die tyd dat 3 mol koper neergelê is

   

OPLOSSING

    Cu 2+ + 2e -             Cu

    1 mol Cu word neergelê deur 2 mol e -

    3 mol Cu word neergelê deur 6 mol e -

Vir silwer:

Ag + + e -         Ag

    1 mol e - plaas 1 mol Ag neer

    6 mol e - sal 6 mol Ag neersit

EVALUERING

  1. Hoeveel Faradays van 'n hoeveelheid elektrisiteit word benodig om 2 mol suurstofgas tydens elektrolise te produseer?
  2. 'n Stroom van 0.25A vloei vir 16 minute 5 sekondes en plaas 0.163g van 'n metaal X neer tydens die elektrolise van 'n waterige oplossing van 'n sout van die metaal. Wat is die lading op die metaalioon?

TOEPASSINGS VAN ELEKTORLISE

Elektrolise word in die nywerhede in die volgende gebiede toegepas, bv

  1. Onttrekking van elemente: Na, K, Mg, Ca, Al, Zn en nie-metaal.g H 2 , F 2 , Cl 2 word verkry deur óf deur elektrolise van hul ertse óf deur die elektrolise van hul saamgesmelte verbindings of hul waterige oplossings.
  2. Suiwering van metale bv Cu, Hg, Ag, Au
  3. Elektroplatering van een metaal deur 'n ander
  4. Bereiding van sekere belangrike verbindings soos natriumhidroksied en natriumtrioksochloraat(V)

ONTTREKKING EN SUIVERING

Baie elektropositiewe metale.gCa, Mg, en Al en elektronegatiewe nie-metaal, bv. F en Cl word deur elektrolise uit hul verbindings onttrek.

Die minder elektropositiewe metale.bv koper, kwik, silwer en goud kom voor in die ongekombineerde ertse gemeng met onsuiwerhede. Die suiwer metale word uit die erts verkry deur elektrolitiese suiwering.

Tydens elektrolitiese suiwering van kopererts word die onsuiwer koper die anode gemaak terwyl 'n suiwer koper die katode gemaak word. Die elektroliet is gewoonlik koper(II)tetraoksosulfaat(VI)-oplossing.

By die anode :- Die metaalkoperatome in die erts gee twee elektrone af wat elk koper II-ione vorm en beweeg in die oplossing.

Cu (s) Cu 2+ (aq) + 2e -

Elektrolitiese suiwering van koper

By die Katode. Die koperione in die oplossing word by die katode ontslaan deur elektrone te ontvang om neutrale vaste koper te word.

Cu 2+ (aq)     + 2e -             Cu (s)    

Die netto resultaat is dat suiwer koperatome van onsuiwer erts (anode) na die katode oorgedra word. Die onsuiwerhede word aan die basis van die sel wat gebruik word, versamel.



EVALUERING

  1. Noem twee metale wat deur elektrolise onttrek is
  2. Gee twee industriële toepassings van elektrolise

ELEKTROPLATERING

Elektroplatering is 'n metode om die oppervlak van een metaal met 'n ander metaal te bedek, gewoonlik koper, silwer, chroom, nikkel of goud deur middel van elektrolise.

Die hoofdoelwitte van elektroplatering is

  1. Versiering    
  2. Beskerming teen korrosie.

Artikels wat gewoonlik geplateer is, sluit in eetgerei, juweliersware en yster- of staalvoorwerpe soos die metaalonderdele van motors

Silwer – platering van 'n lepel

In Silwerplaat van 'n ysterlepel

  1. Die anode is 'n silwer staaf
  2. Die katode is die lepel
  3. Die elektroliet is 'n oplosbare silwersout, gewoonlik 'n silwer trioksonitraat V oplossing

By die anode:     Ag (s)         Ag + + e -

By die katode:     Ag + (aq) + e -     Ag (s)

ALGEMENE EVALUERING/HERSIENING

  1. In silwer – platering van 'n ysterlepel, watter elektrode is die lepel gemaak?
  2. Elektroliete gebruik in silwer – platering is.
  3. Noem twee metale wat deur elektrolise onttrek is
  4. Gee twee industriële toepassings van elektrolise
  5. Beskryf kortliks die suiwering van onsuiwer kopererts.

LEESOPDRAG

Nuwe Skoolchemie vir Senior Sekondêre Skole deur OY Ababio (6de uitgawe ) bladsye 210-212.

NAWEEKOPDRAG

AFDELING A: Skryf SLEGS die korrekte opsie neer

1     In silwer plating 'n lepel, moet die lepel gemaak word die

  1. Anode     b.     Katode     c.     Elektrode     d.     Elektroliet

2     'n Stroom van 20A word vir 30 minute deurgegee tydens die elektrolise van goud (III) tetraoksosulfaat (VI). Die massa goud wat by die katode neergelê word, is

  1. 24,4g         b.     26,5g         c.     28,9g     d.     32,6g

3     Watter hoeveelheid chloor in mol word vrygestel wanneer 'n stroom van 15A binne 1930 sekondes deur gesmelte kaliumchloried gevoer word?

  1. 0,05         b.     0,10         c.     0,15         d.     0,20

4     Watter hoeveelheid silwer word neergelê wanneer 96500C elektrisiteit deur 'n oplossing wat silwerione bevat gevoer word [Ag = 108, F = 96500C]

  1. 1,08g         b.     10,8g         c.     108g         d.     5,40g

5     Bereken die volume suurstof wat by stp vrygestel word wanneer 96500C elektrisiteit deur waterige oplossing van H 2 S0 4 gevoer word . [IF = 96500C, Volume by st p = 22.4 dm 3 ]

  1. 5.6dm 3 b.     0.56dm 3     c.     56dm 3     d.     560dm 3

AFDELING B

  1. In die elektrolise van verdunde CuSO 4 -oplossing met behulp van platinumelektrodes, het 2.0A-stroom vir 2.50 uur geslaag en 5.85g koper neergesit
  2. Bereken die relatiewe atoommassa van koper uit die eksperimente
  3. Watter volume gas word by stp vrygestel?
  4. a. Gebruik slegs 'n goed-benoemde diagram en verduidelik die proses om 'n lepel te versilwer.
  5. Gee drie gebruike van elektrolise