100 cm³ 10 tömegszázalékos és 1.063 g/cm³ sűrűségű kálium-nitrát oldaton 20.0 A erősségű áramot vezetünk 300 percen keresztül,indifferens elektródok alkalmazásával.
A) Írja fel az elektródafolyamatokat

Sem a kálium ion, sem a nitrát ion nem tud leválni az elektródokon, helyette vízbontás történik, az oldat töményedni fog.

ANÓD: H₂O → 0,5 O₂ + 2 H+ + 2e-
KATÓD: 2 H+ + 2e- → H₂

B) Számítsa ki,hogy hány dm³ 27 °C-os 0.13 MPa nyomású gáz fejlődik közben!

A cellán áthaladt töltés mennyiség:
Q = 20,0 A * 300 perc * 60 = 360000 As = 360000 C

1 mol víz elbontásához 2 mol e- szükséges.

ne = Q/F = 360000 C / 96500 (C/mol) = 3,7306 mol e- haladt át a cellán, tehát

3,7306 mol / 2 = 1,8653 mol víz bomlott el.

2 mol e- 1,5 mol gázt fejleszt.
3,7306 mol e- 3,7306*1,5/2 = 2,79795 mol gázt fejleszt.

A keletkezett gáz térfogata az általános gáztörvénnyel
(mindent SI-ben kell beírni)

p*V=n*R*T

p=0,13 MPa = 130000 Pa =130000N/m2
R=8,314 (J/(mol*K))
T=27 C=27+273=300 K

V(m3)=n*R*T/p=2,79795 mol * 8,314 (J/(mol*K)) * 300 K/130000 Pa = 0,05368 m3 =
53,68 dm3

C) Számítsa ki az oldat tömegszázalékos összetételét az elektrolízis végén!

Az oldat kiindulási tömege=
100 cm³ * 1,063 g/cm³ = 106,3 g

100 g oldatban van 10 g KNO₃ (10 tömeg%)
1 g oldatban van 10/100 g KNO₃
106,3 g oldatban van 106,3*10/100 = 10,63 g KNO₃

A KNO₃ mennyisége nem változik, csak vízbontás történik.

2 mol e- 1 mol vizet bont el (lásd elektródfolyamat).

A B) pont szerint 3,7306 mol / 2 = 1,8653 mol víz bomlott el.

Ennek a tömege: 1,8653 mol * 18 g/mol = 33,5754 g

Marad: 106,3 - 33,5754 = 72,7246 g víz

10,63 * 100 / (10,63 + 72,7246) = 12,75 tömeg%