1.8.3 Faradayův zákon – vylučování kovů, coulometr na třaskavý plyn

Do roztoku chloridu zlatitého byl zaveden stejnosměrný proud. V sériově zapojeném coulometru na třaskavý plyn se při tlaku 96 kPa a teplotě 24 °C vyloučilo 42 cm3 třaskavého plynu. Určete hmotnost vyloučeného zlata (M = 197 g mol1). Tlak nasycené vodní páry má při uvedené teplotě hodnotu 2,97 kPa.

Výsledek

138,5 mg zlata

Postup

Faradayův zákon nejprve aplikujeme na třaskavý plyn, zjistíme prošlý náboj a po druhé aplikaci Faradayova zákona spočteme množství zlata.

Audio

tabule/p8-3.1.gif tabule/p8-3.2.gif tabule/p8-3.3.gif tabule/p8-3.4.gif

Coulometry slouží ke zjištění náboje, který projde obvodem. V coulometru na třaskavý plyn probíhá elektrolýza a prošlý náboj se zjišťuje měřením objemu vyloučeného plynu.
Ke zjištění počtu molů třaskavého plynu využijeme stavovou rovnici ideálního plynu. Je třeba si uvědomit, že skutečný tlak plynu je menší než celkový naměřený tlak nad roztokem, protože nad roztokem je i vodní pára. Předpokládáme, že parciální tlak vodní páry se rovná tenzi par při dané teplotě.
Platí, že nábojem 1 Faraday se vyloučí 0,75 mol třaskavého plynu.
Známe-li náboj, který prošel elektrolytem, tak z Faradayova zákona lze vypočítat hmotnost vyloučeného zlata. Zlatité ionty během elektrolýzy získávají 3 elektrony a tak z = 3.