Последовательность электродных процессов
В общем случае к электродам подходит не один, а несколько видов способных к разряду частиц. В связи с этим важно уметь определить, какие же из конкурирующих процессов будут происходить на катоде и аноде в первую очередь. На катоде протекает реакция восстановления, поэтому в первую очередь должны реагировать наиболее сильные окислители. Следовательно, на катоде, прежде всего, протекает реакция с наиболее положительным электродным потенциалом. Соответственно, так как на аноде протекает реакция окисления, то в первую очередь должны реагировать наиболее сильные восстановители. Следовательно, на аноде, прежде всего, протекает реакция с наиболее отрицательным электродным потенциалом. Пример 1.Напишите уравнения реакций электролиза расплава хлорида натрия. Электроды графитовые. Решение: В расплаве хлорид натрия диссоциирует: NaCl⇄ Na+ + Cl¯ Катионы под действием электрического тока перемещаются к отрицательному электроду – катоду и восстанавливаются: (К) Na+ + ē → Na Анионы под действием электрического тока перемещаются к положительному электроду – аноду и окисляется: (А) 2 Cl¯ - 2 ē → Cl2 Уравнение окислительно-восстановительной реакции процесса электролиза получается из уравнений анодной и катодной полуреакций после умножения каждого из них на соответствующий коэффициент, чтобы уравнять число отдаваемых и принимаемых электронов: 2 (К) Na+ + ē → Na 1 (А) 2Cl¯ - 2ē → Cl2
2 Na+ + 2ē + 2 Cl¯ - 2ē → 2 Na + Cl2 2 NaCl 2Na + Cl2 Пример 2.Какие реакции будут протекать на электродах при электролизе водного раствора хлорида меди с инертными электродами? Решение: CuCl2 ⇄ Cu2+ + 2Cl¯ Следовательно, к катоду подойдут ионы Cu2+, а к аноду ионы Cl¯. Кроме того, сама вода может восстанавливаться на катоде и окисляться на аноде. А также окисляться может сам анод – Cu. Таким образом, на катоде всегда возможно два варианта – восстановление катионов металла и восстановление молекул H2O: Катод: (1) Cu2+ + 2ē = Cu (2) 2H2O + 2ē = H2 + 2OH¯ Если идет преимущественно вторая реакция, то в прикатодном пространстве происходит образование и накопление ионов ОН¯, т.е. произойдет подщелачивание раствора, которое можно обнаружить с помощью соответствующего индикатора. На аноде возможны 3 варианта: окисление аниона соли, окисление молекул Н2О и окисление анода: Анод: (1) 2Cl¯ - 2ē → Cl2 (2) 2H2O - 4ē = O2 + 4H+ (3) Cu0 - 2ē = Cu2+ Если идет преимущественно вторая реакция, то в прианодном пространстве происходит образование и накопление ионов Н +, т.е. произойдет подкисление раствора, которое можно обнаружить с помощью соответствующего индикатора. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. В чём заключается сущность электролиза? Какое оборудование необходимо для его осуществления в простейшем случае? 2. К какому полюсу источника тока подключают при электролизе катод? анод? 3. Электролитическое кадмирование проводили в течение 0,5 час при силе тока 20 А. Выход кадмия по току в условиях электролиза составлял 90%. Вычислите массу осажденного кадмия . Ответ: 18,87 г; 4. В какой последовательности выделяются на катоде металлы при электролизе раствора, содержащего ионы Bi3+, Au3+, Cu2+, Ag+ в одинаковой концентрации? 5. Какие процессы протекают при электролизе водного раствора КОН с платиновыми электродами? 6. Какая масса меди выделится на катоде при электролизе раствора CuSO4 в течение 1 часа при силе тока 4А? 7. Чему равна сила тока при электролизе раствора в течение 1 ч 40 мин 25 с, если на катоде выделилось 1,4 л водорода (н.у.)? 8. Какая масса гидроксида калия образовалась у катода при электролизе раствора K2SO4, если на аноде выделилось 11,2 л кислорода (н.у.)?
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (369)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |