Химия. Сборник задач и упражнений. Часть II. Лямина Г.В - 12 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

23
Инертный анод: Активный анод (Ag):
К (–): Ag
1+
+1e
–
→
Ag
0
А (+): 2H
2
O – 4e
–
→
O
2
+ 4H
+
К (–): Ag
1+
+1e
–
→
Ag
0
А (+): Ag
0
– 1e
–
→
Ag
1+
Процессы электролиза характеризуются законами Фара-
дея, определяющими зависимость между количеством про-
шедшего электричества и количеством вещества, испытываю-
щего химические превращения на электроде.
1-й закон Фарадея. Количество вещества, выделяемое на
электроде, прямо пропорционально количеству пропущенного
электричества.
,Q
F
M
m
Э
(9.6.1)
где
m – масса вещества, испытывающего электрохимическое
превращение;
M
Э
– эквивалентная молярная масса вещества; F –
постоянная Фарадея, 96500 Кл;
Q – количество электричества.
Так как
Q=I
t, где I – сила тока А, t – время, с, формулу
9.6.1 можно переписать в следующем виде
tI
F
M
m
Э
.
(9.6.2)
Обычно количество вещества, выделяющегося на электроде,
меньше рассчитанного по уравнению Фарадея, что связано с
протекающими в электролизере побочными процессами. От-
ношение массы вещества, выделившейся при электролизе на
электроде, к теоретическому значению, рассчитанному по за-
кону Фарадея, называется
выходом по току (ВПТ, %).
100
теор
эксп
ВПТ
m
m
%,
(9.6.3)
где
m
теор
– масса выделяемого при электролизе вещества, рас-
считанная по закону Фарадея,
m
эксп
– масса вещества, выделив-
шегося в процессе эксперимента.
24
Например, рассчитанное количество металла, выделяюще-
гося на катоде, составило 6 г, а в ходе эксперимента было полу-
чено 4,8 г, соответственно выход по току составил 80 %.
2-й закон Фарадея. Массы прореагировавших на электро-
дах веществ при постоянном количестве электричества отно-
сятся друг к другу как молярные массы их эквивалентов
:
,
2
1
Э
Э
2
1
М
М
m
m
(9.6.4)
где
m
1
, M
Э
1
– масса и молярная эквивалентная масса вещества, вы-
делившегося на одном электроде, а
m
2
, M
Э
2
– на другом электроде.
9.7. Явление поляризации. Напряжение разложения
Электролиз происходит только при строго определенной
разности потенциалов. Так, если в раствор NiCl
2
опустить пла-
тиновые электроды и приложить к ним разность потенциалов в
1,5 В, то появившийся в цепи электрический ток быстро пре-
кратится. Это связано с возникновением нового гальваническо-
го элемента, который дает ток противоположного направления.
В первый момент на электродах происходят процессы:
Катод (–):
Ni
+2
+ 2e
–
→ Ni
0
;
Анод (+):
2Cl
–
– 2e
–
→ Cl
2
0
.
На катоде образуется налет металлического никеля (вслед-
ствие процесса восстановления катионов никеля), а на аноде вы-
деляется хлор. Возникает новый гальванический элемент:
Ni│NiCl
2
║Cl
2
│Pt.
В образовавшемся гальваническом элементе будут проте-
кать процессы, противоположные электролизу:
Катод (–):
Cl
2
0
+ 2e
–
→ 2Cl
–
;
Анод (+):
Ni
0
– 2e
–
→ Ni
+2
.
ЭДС данного гальванического элемента составит:
ЭДС = 1,36 – (–0,25) = 1,61 В.
Приложенная разность потенциалов для электролиза

Страницы