Сборник задач и упражнений по химии с решением. Лебедева М.И - 96 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

(у катода) (у анода)
Таким образом, одновременно с выделением водорода и кислорода образуется гидроксид натрия (в
катодном пространстве) и серная кислота (в анодном пространстве).
Количественная характеристика процессов электролиза определяется законами, установленными
Фарадеем. Им можно дать следующую общую формулировку: масса электролита, подвергшаяся
превращению при электролизе, а также масса образующихся на электродах веществ прямопро-
порциональна количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита, и
эквивалентным массам соответствующих веществ.
Закон Фарадея выражается следующей формулой:
m = М
э
It/F, (6.4.1)
где m - масса образовавшегося на электродах или подвергшегося превращению вещества, г; М
э
- его эк-
вивалентная масса, г/ моль; I - сила тока, А (ампер); t - время, с; F - число Фарадея (96500
Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превра-
щения одного эквивалента вещества.
П р и м е р 137 Напишите электронные уравнения реакций, протекающих на электродах при
электролизе водного раствора сульфата меди(II). Какая масса меди выделится на катоде и какой объем
кислорода выделится на аноде в течение 1 часа и силе тока равной 4А?
Решение Электролиз раствора сульфата меди(II):
(-) К: Cu
2+
, H
2
O.
(+) А:
−2
4
SO , H
2
O.
Катионы металлов (Cu
2+
- Au
3+
), имеющие большое значение ϕ
0
при электролизе полностью восста-
навливаются. Следовательно, на катоде: Cu
2+
+ 2 e = Cu
0
; на аноде окисляются молекулы воды 2H
2
O - 4 e
= O
2
↑+4H
+
, т.к. кислородсодержащие анионы окисляются труднее. Общее уравнение:
.OSO2HCu2O2HCuSO2
242
электролиз
24
↑++→+
Эквивалентная масса меди (II) равна 63,54/2 = 31,77 г/моль. Согласно формуле (6.4.1) и условию за-
дачи получим:
m(Cu) = 31,77•4•3600/96500 = 4,74 г.
Для вычисления объема кислорода, который выделяется на аноде, отношение m/M
э
, заменяем от-
ношением
()
22
OэO
/VV
, где
2
O
V
- объем кислорода, дм
3
;
()
2
Oэ
V
- эквивалентный объем кислорода, 5,6 дм
3
. То-
гда:
()
=
= 0It/9650VV
22
OэO
84,096500/360046,5
=
⋅
⋅
дм
3
.
П р и м е р 138 При пропускании тока через последовательно включенные электролизеры с рас-
творами AgNO
3
, CuSO
4
, ZnCl
2
в первом электролизере на катоде выделилось 1,118 г металлического се-
ребра. Определите массу меди и цинка, выделившихся во втором и третьем электролизерах.
Решение Если через последовательно соединенные электролизеры пропустить одно и тоже коли-
чество электричества, то на электродах выделяются эквивалентные количества веществ:
ν(Cu) = ν(Zn) = ν(Ag) = m(Ag)/M
э
(Ag) = 1,118/108 = 0,0103 моль;
m(Cu) =
ν(Cu)•M
э
(Cu) = 0,0103•32 = 0,331 г;
m(Zn) =
ν(Zn)•M
э
(Zn) = 0,0103•32,5 = 0,339 г.

Страницы