Die sleutelverwantskappe
📖 Formules
Q = I Δt — lading (C) = stroom (A) × tyd (s)
n(e⁻) = Q ÷ F — F = 96 500 C·mol⁻¹ (die lading op een mol elektrone)
Aantal elektrone = Q ÷ e, met e = 1,6 × 10⁻¹⁹ C
Die halfreaksie sê vir jou hoeveel mol elektrone per mol produk nodig is: Ag⁺ + e⁻ → Ag (1 : 1); Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu (2 : 1); Al³⁺ + 3e⁻ → Al (3 : 1); 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻ (2 : 1).
Hierdie berekeninge verskyn in IEB-vraestelle. DBE-vraestelle toets dieselfde halfreaksies, dus is die metode steeds nuttig vir begrip.
Massa neergeslaan
✏️ Uitgewerkte voorbeeld 1: koperplatering
1’n Stroom van 2,0 A vloei vir 30 minute deur CuSO₄(aq). Δt = 30 × 60 = 1 800 s.
2Q = IΔt = 2,0 × 1 800 = 3 600 C.
3n(e⁻) = Q/F = 3 600 ÷ 96 500 = 0,0373 mol.
4Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu, dus n(Cu) = 0,0373 ÷ 2 = 0,0187 mol.
5m = nM = 0,0187 × 63,5 = 1,18 g koper op die katode neergeslaan.
Tyd of stroom benodig
✏️ Uitgewerkte voorbeeld 2: terugwaarts werk
1Hoe lank moet 3,0 A vloei om 5,0 g koper neer te slaan?
2n(Cu) = 5,0 ÷ 63,5 = 0,0787 mol, dus n(e⁻) = 2 × 0,0787 = 0,157 mol.
3Q = n(e⁻) × F = 0,157 × 96 500 = 15 200 C.
4Δt = Q/I = 15 200 ÷ 3,0 = 5 070 s (ongeveer 84 minute).
✏️ Uitgewerkte voorbeeld 3: gas vrygestel
10,10 mol elektrone vloei deur gekonsentreerde NaCl(aq). By die anode: 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻.
2n(Cl₂) = 0,10 ÷ 2 = 0,050 mol. By STD is V = nVm = 0,050 × 22,4 = 1,12 dm³.
Kontrolelys
- Skakel minute en ure eers na sekondes om.
- Skryf die halfreaksie en gebruik sy elektronverhouding.
- Dieselfde lading vloei deur elke elektrode in ’n seriekring, dus slaan 1 mol e⁻ 1 mol Ag neer maar net 0,5 mol Cu.
- Reduksie (metaal slaan neer) vind by die katode plaas; oksidasie by die anode.