Общая химия. Семинарские и практические занятия. Торосян В.Ф - 258 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

260
В соответствии с экспериментальными данными сформулированы
качественные
правила для электролиза разбавленных растворов солей,
которые учитывают тот факт, что в растворе соли кроме ее собственных ионов
имеются ионы и молекулы самой воды (Н
2
О. Н
+
, ОН") и которые также могут
участвовать в электролизе.
Катодные процессы.
1.
Катионы металлов, стоящих в ряду напряжений до Аl, и сам Аl не разряжаются
на катоде; в этом случае на катоде восстанавливаются молекулы воды по
уравнению:
2Н
2
О + 2ē = Н
2
+ 2ОН
-
.
2. Катионы металлов, находящихся в ряду напряжений после Аl до Н,
разряжаются параллельно с водородом:
Zn
2+
+ 2e = Zn°, 2Н
2
О + 2е =Н
2
+ 2ОН
-
.
3. Ионы благородных и малоактивных металлов, потенциал которых больше,
чем потенциал водородного электрода, разряжаются в первую очередь и разряд
ионов водорода или молекул воды не происходит:
Си
2+
+ 2ē = Сu
0
.
Анодные процессы. Анионы также можно расположить в ряд по
возрастанию восстановительной активности:
F
-
, NO
3
-
, SO
4
2-
, ОН
-
, Сl
-
, Вг
-
, I
-
, S
2-
.
Однако порядок разрядки также не полностью подчиняется этому ряду. Поэтому
сформулированы следующие правила:
1. Простые анионы Сl
-
, Вr
-
, S
2-
и др. (кроме F
-
) на аноде разряжаются сами:
2Сl
-
-2ē = C1
2
.
2. Сложные анионы (SO
4
2-
, NO
3
-
и т.д.) и F
-
на аноде не разряжаются,
происходит окисление воды:
2Н
2
О-4ē = О
2
+4Н
+
.
Пример 9.
В какой последовательности будут восстанавливаться ионы
металлов К
2+
Zn
2+
, Ag
+
имеющихся в растворе при пропускании через них тока?
Решение:
Разряд катионов металлов на катоде при электролизе сопровождается при-
соединением электронов, следовательно, катионы металлов при этом проявляют
окислительную способность. Поэтому в первую очередь будут восстанавливаться
катионы металлов, имеющих больший потенциал (табл. 7.1):
l) Ag
+
+ ē = Ag° (φ°=+0,8В); 2) Си
2+
+ 2ē = Сu° (φ°=+0,34В);
3) Zn
2+
+ 2ē = Zn° (φ°=-0,76В); 4) К
+
+ ē = К° (φ°=-2,9В).
Особенностью электролиза растворов является наличие ионов водорода за
счет диссоциации воды или кислот, вводимых для создания кислой среды. В этом
случае активные металлы (до А1 включительно) не восстанавливаются, вместо них
идет разрядка молекул Н
2
О
2Н
2
О + 2ē = Н
2
+ 2ОН
-
.
При электролизе растворов солей металлов, стоящих в ряду напряжения
после А1 до Cd, процесс восстановления идет по схемам:
Me "
+
+ nē = Ме°;
2Н
2
О + 2ē = Н
2
+2ОН
-
.
Следовательно, в растворе последовательность восстановления следующая:
1) Ag
+
+ ē = Ag°; 2) Си
2+
+ 2ē = Сu
0
;
3) Zn
2+
+ 2ē = Zn°; 2Н
2
О + 2ē = Н
2
+ 2ОН
-
.

Страницы