Определить какие вещества и в каких количествах - Электрохимия - Химия - Каталог файлов

Определить какие вещества и в каких количествах

	04.11.2013, 20:47
Определить какие вещества и в каких количествах выделяются на электродах при электролизе водных растворов CuSO4 и CuCl2 с растворимыми и инертными анодамипри пропускании через электроды тока силой в 5 А в течение получаса. Решение: рассмотрим расположение металла в электрохимическом ряду напряжений: __Li____K____Na___Mg___Al____Ti___Mn ___Zn_____Cr___Fe___Cd____Co____Ni___Sn___ Pb___H 2 ____Sb___Cu___Ag____Pd___Pt___ Au -3,04_-2,93_-2,71_-2,36_-1,66_-1,63_-1,18_ -0,76__-0,74_-0,44_-0,40__-0,28_-0,25_-0,14 _-0,13_0,00___0,24__0,34__0,80__0,99_1,20 __1,50 Металлы с потенциалами отрицательнее марганца – не выделяются на катоде из водных растворов своих солей, на катоде выделяется в таких случаях только водород - по реакции 2H2O + 2e = H2 + 2OH¯ . Марганец и металлы с большими потенциалами – выделяются из водных растворов на катоде по реакции Mez⁺ + z • e = Me (z – валентность металла). Анионы кислородосодержащих кислот SO4²¯ , NO³¯ , PO4³¯ , ClO⁴¯ и гидроксид-анионы OH-обычно не окисляются на инертном аноде, на аноде в таких случаях происходит окисление воды с выделением кислорода по реакции 2H2O = O2 + 4H⁺ + 4e. Галоген-анионы кроме фторид-анионов F- окисляются на инертных анодах по реакции 2Hal ¯ = Hal²⁺ 2e. Реакция растворения металлического анода выглядит как обратная катодному процессу восстановления металла: Me = Mez⁺ + z • e. Медь – выделяется из водных растворов, медный анод – растворяется. На инертном аноде в первом случае (сульфат-анион) – выделение кислорода, во втором (хлорид-анион) выделение хлора. Электролиз сульфата меди с растворимыми анодами: на катоде Cu²⁺ + 2e = Cu на аноде Cu = Cu²⁺ + 2e Электролиз сульфата меди с инертными анодами: на катоде Cu²⁺ + 2e = Cu на аноде 2H2O = O2 + 4H⁺ + 4e Электролиз хлорида меди с растворимыми анодами: на катоде Cu²⁺ + 2e = Cu на аноде Cu = Cu²⁺ + 2e Электролиз хлорида меди с инертными анодами: на катоде Cu²⁺ + 2e = Cu на аноде 2Сl¯ = Cl 2 + 2e Количества выделяющихся веществ в граммах или литрах определяют по закону Фарадея: m = I • M • t • Вт / (z • F) или V = I • Vm • t • Вт / (z • F), где I – ток, А M – молярная масса выделяющегося вещества, г/моль Vm – молярный объем газа, л/моль t – время, с Вт – выход по току (обычно принимают равным 1) z – число электронов, принимающих участие в электродной реакции F – число Фарадея, Кл/моль Масса выделившейся на катоде меди (убыль массы медного анода): m = 5 • 63,55 • (0,5 • 3600) • 1 / (2 • 96500) = 2,96 г. Объем выделившегося на инертном аноде кислорода: V = 5 • 22,4 • (0,5 • 3600) • 1 / (4 • 96500) = 0,52 л. Объем выделившегося на инертном аноде хлора: V = 5 • 22,4 • (0,5 • 3600) • 1 / (2 • 96500) = 1,04 л.
1 2 3 4 5 Категория: Электрохимия \| Добавил: alexlat
Просмотров: 1270 \| Загрузок: 0 \| Рейтинг: 0.0/0