Химия. Анкудимова И.А. - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Cуммарное уравнение: 2 NaCl + 2H
2
O Н
2
+ Cl
2
+ 2NaOH.
В результате электролиза на катоде выделяется водород на аноде – хлор, в прикатодном пространстве на-
капливается гидроксид натрия.
б)
электролиз раствора сульфата калия с угольными электродами.
Поскольку калий в ряду напряжений стоит значительно раньше водорода, то у катода будет восстанавли-
ваться вода, выделяться водород и накапливаться ионы ОН
–
. У анода выделяется кислород и накапливаются
ионы Н
+
.
При перемешивании раствора он будет нейтральным. Схема электролиза:
K
2
SO
4
→ 2K
+
+ SO
4
2–
(–) катод К
+
, Н
2
О
(+) анод:
SO
4
2–
, Н
2
О
2H
2
O + 2e H
2
+
2OH
–
2H
2
O – 2e O
2
+ 4H
+
.
Суммарное уравнение электролиза:
2K
2
SO
4
+ 6H
2
O → 2H
2
+ 4KOH + O
2
+ 2H
2
SO
4
в) электролиз раствора сульфата цинка с инертными электродами.
На катоде одновременно восстанавливаются ионы цинка и молекулы воды (электродный потенциал цинка
– 0,76 В близок к потенциалу разложения воды – 0,41 В). На аноде окисляются молекулы воды и выделяется
кислород. Схема электролиза:
ZnSO
4
→ Zn
2+
+ SO
4
2–
(–) катод Zn
2+
, Н
2
О (+) анод: SO
4
2–
, Н
2
О
Zn
2+
+ 2e Zn 2H
2
O – 4e O
2
+ 4H
+
Zn
2+
+ 2е Zn
0
2H
2
O + 2e H
2
+ 2HO
–
.
Суммарное уравнение ZnSO
4
+ 2H
2
O Zn + H
2
+ O
2
+ H
2
SO
4.
г) электролиз раствора нитрата меди с инертными электродами.
Стандартный электродный потенциал Cu + 0,36 B, поэтому на катоде восстанавливаются ионы Cu
2+
и вы-
деляется медь. На аноде окисляются молекулы воды и выделяется кислород. Схема электролиза:
Cu( NО
3
)
2
→Cu
2+
+ 2NO
3
–
(–) катод Cu
2+
, Н
2
О
(+) анод: 2NO
3
–
, Н
2
О
Сu
2+
+ 2e Cu
– 2е 2H
2
O + 4e O
2
+ 4H
+
Суммарное уравнение электролиза:
2Cu(NO
3
)
2
+ 2H
2
O 2Cu + O
2
+ 4HNO
3
.
Законы электролиза
С количественной стороны процесс электролиза был впервые изучен в тридцатых годах ХIХ в. английским
физиком Фарадеем, который установил два закона электролиза:
а)
Первый закон Фарадея:
масса электролита, подвергшаяся превращению при электролизе, а также массы образующихся на элек-
тродах веществ, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электро-
лита, и эквивалентным массам соответствующих веществ;
б)
Второй закон Фарадея:
при пропускании одинакового количества электричества через растворы или расплавы различных электро-
литов масса веществ, выделяющихся на электродах пропорциональна их химическим эквивалентам.
Оба закона объединяются общей формулой
m = M
э
Jt/F = M
э
Jt/96 500 = Q/96 500,
где m – масса окисленного или восстановленного вещества, г; Q = Jt – количество электричества, прошедшего
через электролит, Кл;
J – сила тока, А; t – время, с; F = 96 500 – постоянная Фарадея.
Если в результате электролиза выделяются газообразные вещества, то можно записать
V
o
= V
э
Jt/96 500,
где V
o
– объем, выделившегося газа при нормальных условиях (t = О °С, Р = 760 мм рт.ст. = 1 ат = 101 325 Па), дм
3
;
V
э
– эквивалентный объем, выделяющего газа, дм
3
.
При практическом проведении электролиза расход тока превышает количество его, рассчитанное согласно
закону Фарадея. Происходит это вследствие протекания тех или иных побочных процессов, поэтому в электро-
химии используют понятие выход по току (
η). Отношение массы полученного веществ (m
практ
) к массе, теоре-
тически вычисленной (
m
теор
), называется выходом по току:
η = m
практ
⋅100 %/m
теор
.
Практическое применение электролиза
Процессы электролиза получили широкое и разностороннее применение в промышленности.

Страницы