Het aantal elektronen dat nodig is om 6,35 gram koper aan de kathode af te zetten tijdens de elektrolyse van een waterige oplossing van kopersulfaat kan worden berekend met behulp van de elektrolysewet van Faraday.

De wet van Faraday stelt dat de hoeveelheid stof die tijdens elektrolyse op een elektrode wordt afgezet, recht evenredig is met de hoeveelheid lading die door de elektrode gaat. De hoeveelheid lading wordt bepaald door het aantal overgedragen elektronen.

De formule voor de wet van Faraday is:

$$m =\frac{MIt}{nF}$$

waar:

- m is de massa van de afgezette substantie (in grammen)

- M is de molaire massa van de stof (in gram per mol)

- I is de stroomsterkte (in ampère)

- t is de tijd (in seconden)

- n is het aantal overgedragen elektronen per atoom of molecuul van de stof

- F is de constante van Faraday (96.485 coulomb per mol)

In het geval van koper is de molaire massa 63,55 gram per mol en heeft elk koperatoom twee elektronen nodig om te worden afgezet.

Als we de gegeven waarden in de formule vervangen, krijgen we:

$$6,35 g =\frac{63,55 g/mol \times I \times t}{2mol \times 96.485 C/mol}$$

Als we I oplossen, krijgen we:

$$I =\frac{6,35 g \times 2 mol \times 96.485 C/mol}{63,55 g/mol \times t}$$

Deze vergelijking geeft ons de stroom die nodig is om 6,35 gram koper in een bepaalde tijd af te zetten. Het aantal benodigde elektronen kan worden berekend door de stroom te vermenigvuldigen met de tijd en te delen door de constante van Faraday:

$$n =\frac{I \times t}{F}$$

Als we de berekende waarde van I vervangen, krijgen we:

$$n =\frac{(6,35 g \maal 2 mol \maal 96.485 C/mol)/(63,55 g/mol \maal t) \maal t}{96.485 C/mol}$$

Vereenvoudigend krijgen we:

$$n =\frac{6,35 g \times 2 mol}{63,55 g/mol}$$

$$n =0,2 mol$$

Daarom zouden er 0,2 mol elektronen nodig zijn om 6,35 gram koper aan de kathode af te zetten tijdens de elektrolyse van een waterige oplossing van kopersulfaat.