Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Типовая задача. Через раствор сульфата натрия Na2SO4 пропустили ток силой 2,5 А в течение 30 минут




Через раствор сульфата натрия Na2SO4 пропустили ток силой 2,5 А в течение 30 минут. Написать уравнения электродных процессов, происходящих при электролизе (инертный анод) и указать какие продукты и в каком количестве были получены.

Решение. 1. Описываем электродные процессы.

Катод. На этом электроде осуществляется процесс восстановления. Катод при электролизе заряжен отрицательно, поэтому при наложении разницы потенциалов в пространство у катода будут поступать катионы натрия Na+, помимо них там будут присутствовать молекулы растворителя – воды.

 

Если система, в которой проводят электролиз, содержит несколько окислителей, то на катоде будет восстанавливаться тот, у которого значение электродного потенциала больше.

Воспользовавшись данными таблицы П.2, в приложении сравним электродные потенциалы возможных окислителей:

Na+ + e- = Na φ0= - 2,71 B

2H2O + 2 e- = H2 + 2OH φ0= - 0,41B

Потенциал первой системы значительно отрицательнее потенциала второй, поэтому на катоде будет происходить восстановление молекул воды с образованием водорода. Помимо этого, образовавшиеся гидроксид - ионы будут ассоциироваться с накопившимися в пространстве у катода катионами натрия.

Анод. На этом электроде идет процесс окисления. Анод при электролизе заряжен положительно, поэтому в ходе процесса в пространство у анода будут поступать сульфат - ионы SO42−, помимо них там будут присутствовать молекулы растворителя – воды.

На аноде окисляется тот из восстановителей, стандартный электродный потенциал которого наименьший.

Сравним электродные потенциалы, которые характеризуют две рассматриваемые системы:

2H2O = O2 ↑+ 4H+ + 4e- φ0=1,23 B

2SO42− = S2O82- + 2e- φ0=2,01 B

Исходя из этих значений, делаем вывод, что на аноде будет происходить окисление воды с образованием кислорода. Образующиеся протоны водорода будут ассоциироваться с накопившимися в пространстве у анода сульфат - ионами.

Таким образом, процессы, протекающие на электродах при электролизе раствора сульфата натрия, будут описываться следующими уравнениями:

 

(- ) К: 2H2O + 2 e- = H2 ↑+ 2OH 2
(+) А: 2H2O = O2 ↑+ 4H+ + 4e- 1
6 H2O = 2H2 ↑ + O2 ↑ + 4OH- + 4H+

 

Записываем суммарное уравнение электролиза:

2Na++SO42− + 6 H2O = 2H2 ↑ + O2 ↑ + 4Na+ + 4OH + 4H+ + 2SO42−

2. Количественное описание процесса электролиза выполняем с использованием математического выражения закона Фарадея:

 

или , где

 

m и V – масса и объем образовавшегося или подвергшегося превращению вещества, г, л;

mЭ и Vэ – эквивалентная масса и эквивалентный объем этого вещества, г/моль, л/моль;

I – сила тока при электролизе, А;

t – время электролиза, с;

F – постоянная Фарадея, 96500 Кл/моль или 26,8 А·ч.

 

Основными продуктами электролиза являются кислород и водород; определим объемы поученных газов.

 

 

Ответ:

Варианты заданий

Таблица 11

Раствор соли Сила тока, А Время электролиза, мин
1. CrCl3 3,5
2. FeCl2 2,5
3. Na3PO4 2,0
4. Cu(NO3) 2 2,0
5. Cr2(SO4)3 1,5
6. Pb(NO3)2 2,0
7. MnCl2 4,0
8. AgNO3 4,5
9. Mn SO4 4,0
10. K2SO4 2,5
11. Zn(NO3) 2 6,0
12. CuCl2 2,0
13. NiCl2 5,5
14. FeCl3 4,5
15. ZnCl2 3,0
16. Ni(NO 3) 2 1,5
17. K2CO3 1,5
18. FeSO4 9,0
19. KNO2 6,0
20. Al(NO3) 3 2,5
21. AlCl3 8,5
22. SnCl2 3,5
23. CoSO4 2,5
24. Li 2 SO 3 1,0
25. KI 2,5
26. BaCl2 4,0
27. NaI 6,5
28. Cr(NO3) 3 5,0
29. Ni SO4 7,0
30. Na NO3 1,5

 

 


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 3147. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7