Quando viene fatta passare la corrente elettrica la sostanza elettrolitica in acqua si dissocia in ioni positivi e negativi, gli ioni positivi vengono attratti dal catodo (cioè dal polo negativo) e acquistando elettroni si riducono, mentre gli ioni negativi vengono attratti dall’anodo e cedendo elettroni si ossidano.
Nel nostro caso CuSO4:
Ioni Positivi Cu2+, H+
Ioni Negativi SO42- , OH-
Gli ioni positivi Cu2+e H+ vengono attratti dal catodo – polo negativo e in base ai potenziali di ossidoriduzione si stabilisce quale elemento(il Cu o l’acqua) si riduce acquistando elettroni.
Gli ioni negativi SO42- e OH- invece sono attratti dall’anodo – polo positivo - e sempre in base ai potenziali di ossidoriduzione si stabilisce quale dei due elementi si ossiderà.
Sul catodo si deposita Rame metallico mentre sull’anodo si sviluppa ossigeno gassoso.
Catodo : Cu2+ + 2 e- -> Cu
anodo : 2 H2O -> O2 + 4 H+ + 4 e-
Al catodo, per scaricare 1 mole di Cu sono necessarie 2 moli di elettroni.
All’anodo, per produrre 1 mole di ossigeno sono necessari 4 moli di elettroni.
Allora dobbiamo calcolare la carica circolata nel sistema nell’intervallo di tempo considerato.
Poiché una corrente dell’intensità di 1 A fornisce 1 C ogni secondo, allora una corrente di 1 A per 35 minuti è pari a :
35 minuti = 35*60= 2100 secondi
carica in coulomb = 1Ax2100 s = 2100 C
Una mole di elettroni ha complessivamente una carica di 96485 coulomb.
Come conseguenza le moli di elettroni circolati nel sistema sono
moli di elettroni 2100/96485 = 2,18x10^-2
Quindi le moli di rame che si sono formate sono:
moli di Cu = 2,18x10^-2/2 = 1,09x10^-2
grammi Cu = 1,09x10^-2x63,5 = 0,69 g
moli di O2 = 2,18x10^-2/4 = 5,45x10^-3
grammi O2= 5,45x10^-3x32 = 0,174 grammi
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