Transcription de la vidéo
Combien de temps faudrait-il pour réduire 1 mole de Ca2+ en utilisant un courant de 19,8 ampères ? Supposez que la tension est suffisante pour effectuer la réduction.
Dans ce problème, les ions calcium deux plus sont réduits par l’application d’un courant électrique, ce qui fait que les ions calcium deux plus gagnent deux électrons pour former du calcium solide. Nous devons déterminer le temps nécessaire pour réduire les ions calcium en utilisant cette équation, où 𝑄 est la charge totale, 𝐼 est le courant et 𝑡 est le temps mesuré en secondes. Nous allons donc chercher 𝑡. Dans ce problème, on nous a donné le courant, mais nous n’avons pas encore la charge totale. Nous devrons donc déterminer la quantité de charges, c’est-à-dire le nombre d’électrons nécessaires pour réduire les ions calcium deux plus.
Si nous revenons sur notre équation de réaction, nous pouvons voir que chaque mole d’ions calcium deux plus réagit avec deux moles d’électrons. Il faudrait donc deux moles d’électrons pour réduire une mole d’ions calcium deux plus, comme nous c’est le cas ici. Nous devons déterminer la charge totale de ces deux moles d’électrons, ce que nous pouvons faire en utilisant cette équation. Nous avons deux 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. La charge totale est donc de 193 000 coulombs.
Maintenant, nous avons tout ce dont nous avons besoin pour le moment pour déterminer le temps. Nous allons d’abord devoir réorganiser l’équation afin d’isoler le temps, ce que nous pouvons faire si nous divisons les deux côtés de l’équation par le courant, ce qui nous donne ceci. Et retournons ceci rapidement, pour que le temps soit sur le côté gauche. Maintenant, nous pouvons résoudre. La charge totale est de 193 000 coulombs, et le courant indiqué dans le problème est de 19,8 ampères. Un ampère équivaut à un coulomb par seconde. Donc, les coulombs s’annulent, ce qui nous donne environ 9 747,4747 secondes. C’est une très grande quantité de secondes, convertissons ceci en heures. Il y a 3 600 secondes dans une heure. Nous pouvons donc convertir des secondes en heures en divisant par 3 600. Cela nous donne environ 2,70763 heures. En arrondissant à un nombre raisonnable de décimales, nous obtenons 2,71.
Il faudrait donc 2,71 heures pour réduire une mole d’ions calcium deux plus avec un courant de 19,8 ampères.
