Transcription de la vidéo
Combien de temps faudrait-il pour réduire une mole d’Au3+ en Au solide en utilisant un courant de 4,01 ampères ? Supposez que la tension est suffisante pour effectuer la réduction.
Dans ce problème, les ions Au3+ sont réduits par l’application d’un courant électrique, ce qui fait que les ions Au3+ gagnent trois électrons pour former de l’or solide. Nous devons déterminer combien de temps est nécessaire pour réduire une mole d’ions Au3+.
Nous pouvons le faire en utilisant cette équation, où 𝑄 est la charge totale, 𝐼 est le courant et 𝑡 est le temps, mesuré en secondes. Ce problème nous a donné le courant, mais nous n’avons pas encore la charge totale. Nous allons donc devoir déterminer la charge, c’est-à-dire le nombre d’électrons nécessaires pour réduire les ions Au3+.
Si nous revenons à notre équation de réaction, nous pouvons voir que chaque mole d’ions Au3+ réagit avec trois moles d’électrons. Il faudrait donc trois moles d’électrons pour réduire une mole d’ions Au3+, comme c’est la cas dans ce problème. Nous pouvons déterminer la quantité de charge délivrée par trois moles d’électrons en utilisant cette formule. Nous avons trois moles d’électrons et la constante de Faraday est approximativement égale à 96 500 coulombs par mole de particules chargées. Les unités moles s’annulent et nous trouvons que la charge totale est égale à 289 500 coulombs.
Maintenant, nous pouvons déterminer le temps. Nous devons d’abord isoler le temps afin de pouvoir le résoudre. Nous pouvons le faire si nous divisons les deux côtés de l’équation par 𝐼, ce qui nous donne cette équation. Inversons cela pour que le temps soit sur le côté gauche. La charge que nous avons calculée est de 289 500 coulombs, et le courant donné dans ce problème est de 4,01 ampères. Un ampère équivaut à un coulomb par seconde. Donc, les unités coulombs s’annulent, ce qui nous laisse environ 72 194,514 secondes, ce qui est une grande quantité de temps. Alors convertissons ceci en heures.
Il y a 3 600 secondes dans une heure. Nous pouvons donc convertir des secondes en heures si nous divisons par 3 600. Cela nous donne environ 20,0543 heures. En arrondissant à un nombre raisonnable de chiffres, nous obtenons notre réponse finale. Il faut donc 20,1 heures pour réduire une mole d’ions Au3+ en or solide en utilisant un courant de 4,01 ampères.
