Teoria

3.1 Reaktiosarjojen laskennallinen käsittely

Esim. Jodia tuotetaan suolavedestä seuraavasti:

(1) $NaI+AgNO_3\rightarrow AgI+NaNO_3$

(2) $2AgI+Fe\rightarrow FeI_2+2Ag$
(3) $2FeI_2+3Cl_2\rightarrow2FeCl_3+2I_2$

a) Kirjoita kokonaisreaktio yhtälö

Elinminoidaan ensin AgI, joka on reaktion (1) tuote ja reaktio (2) lähtöaine

Kerrotaan reaktio (1) 2:lla:

$2NaI+2AgNO_3\rightarrow\underrightarrow{2AgI}+2NaNO_3$

$\underrightarrow{2AgI}+Fe\rightarrow FeI_2+2Ag$

$2NaI+2AgNO_3+Fe\rightarrow2NaNO_3+FeI_2+2Ag\ \ \ \ \ \left|\right|\cdot2$

$4NaI+4AgNO_3+2Fe\rightarrow4NaNO_3+2FeI_2+4Ag$
$2FeI_2+3Cl_2\rightarrow2FeCl+2I_2$

$4NaI+4AgNO_3+2Fe+2FeI_2+3Cl_2\rightarrow4NaNO_3+2FeI_2+4Ag+2FeCl+2I_2$

b) Kuinka monta moolia hopeanitraattia tarvitaan, jotta saadaan 1 mooli jodia?

2 mol

Elektrolyysin kvantitatiivinen takastelu

Esim. Kaliumfluoridisulatteen käpi johdetaan 10,0A:n sähkövirta 5,0 tunnin ajan

a) Kirjoita anodi-katodireaktiot

$Anodi:\ 2F^-\left(l\right)\rightarrow F_2\left(g\right)+2e^-\left(fluoridi-ionit\ hapettuvat\right)$

$Katodi:\ K^+\left(l\right)+e^-\rightarrow K\left(s\right)\left(Kalium-ionit\ pelkistyvät\right)$

b) Kuinka monta gramma kaliumia muodostuu?

$It=nzF$

$I=Käytetty\ virta\ \left(A\right)$
$t=aika\left(s\right)$
$n=Hapettuvan\ tai\ pelkistyvän\ aineen\ ainemäärä\ \left(mol\right)$
$z=Elektronien\ määrä\ puolireaktiossa$
$F=Faradayn\ vakio\ 96485\ \frac{As}{mol}$

$n\left(K\right)=\frac{It}{zF}=\frac{10{,}0A\cdot18000s}{1\cdot96485\ \frac{As}{mol}}=1{,}8655...mol$
$m\left(K\right)=n\left(K\right)\cdot M\left(K\right)=1{,}8655...mol\cdot39{,}10\ \frac{g}{mol}=72{,}94...g\approx73g$

c) Kuinka suuri tilauus (NTP) fluorikaasua muodostuu?

$z=2\left(2F^-\rightarrow F_2+2e^-\right)$

$n\left(F_2\right)=\frac{10{,}0A\cdot18000s}{2\cdot96485\ \frac{As}{mol}}=0{,}9327...mol$
$V\left(F_2\right)=n\left(F_2\right)\cdot Vm=0{,}9327...mol\cdot22{,}41\ \frac{l}{mol}=20{,}90...l\approx21l$