Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как противостоять манипуляциям мужчин? Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника







Лабораторная работа № 8.3 Электролиз растворов электролитов





Цель работы: ознакомление с процессами, протекающими на нерастворимых и растворимых электродах, при электролизе водных растворов электролитов и вторичными процессами при электролизе.

Электролизом называют гетерогенный окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах в растворах или расплавах электролитов под действием внешнего источника тока. Для осуществления электролиза:

– к отрицательному полюсу внешнего источника электричества подключают электрод, на котором будет происходить процесс восстановления (этот электрод, имеющий отрицательный заряд, называют катодом);

– к положительному полюсу внешнего источника электричества подключают электрод, на котором будет происходить процесс окисления (этот электрод, имеющий положительный заряд, называют анодом);

– электроды предварительно погружают в водный раствор (или расплав) электролита.

Ячейку для электролиза, состоящую из двух электродов, погруженных в раствор (расплав) электролита, называют электролизером.

Продукты окисления – восстановления или поглощаются на поверхности электродов (металлы), или выделяются в виде газов, или вступают в реакцию между собой и с другими веществами, находящимися в растворе, образуя вторичные продукты электролиза.

Процессы, протекающие в ходе электролиза на поверхности анода и катода, определяются свойствами электролита, растворителя и материала электрода.

Аноды бывают следующих типов:

– инертные аноды, которые изготавливают из химически инертного материала (платина, графит);

– растворимые аноды (Cu, Ag, Zn, Cd и др.), которые при электролизе разрушаются (переходят в раствор в виде катионов).

При электролизе расплавов в окислительно-восстановительных процессах участвуют только частицы данного электролита. На катоде восстанавливаются его катионы, а на аноде окисляются анионы.

При электролизе водных растворов электролитов в окислительно-восстановительных процессах на электродах участвуют не только ионы электролита, но и ионы воды.

Порядок разрядки катионов у катода:На катоде (К-) в первую очередь восстанавливаются катионы с более положительным электродным потенциалом, обладающие большей окислительной способностью (стоящие после водорода в ряду напряжений).

При электролизе водных растворов солей активных металлов, стоящих в ряду напряжений от Li до Al включительно, на катоде восстанавливаются ионы водорода, а начиная с марганца – катионы самих металлов.

Порядок разрядки анионов у анода:На аноде в первую очередь окисляются анионы с меньшим электродным потенциалом, обладающие большей восстановительной способностью (табл. 8.5).

 

 

Таблица 8.5 – Стандартные электродные потенциалы анионов, В

2I- / I2 2Br- / Br2 2Cl- / Cl2 2H2O / 2OH-+2H+ SO42- / S2O82- 2F- / F2
+0,53 +1,06 +1,36 +1,77 +2,05 +2,85

При электролизе водных растворов солей бескислородных кислот (кроме фтористоводородной) на аноде окисляются кислотные остатки, а при электролизе растворов солей кислородсодержащих кислот – гидроксид-анионы (OH) из воды.

Ниже рассмотрены примеры записи процессов электролиза:

Пример 1. Электролиз водного раствора Na2SO4 на инертных (угольных) электродах.

В растворе сульфата натрия присутствуют ионы Na+ и SO4-2 и молекулы воды.

 
 

В соответствии с последовательностью разрядки ионов на катоде и на аноде проходят следующие процессы:

Таким образом, при электролизе раствора Na2SO4 на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Вблизи катода образуется раствор щелочи NaOH, а вблизи анода – раствор H2SO4. Если катодное и анодное пространство отделены перегородкой, то можно получить все продукты электролиза в соответствии с уравнением

2Na2SO4 + 6H2O = 2H2↑ +O2↑+4NaOH + 2H2SO4.

 

 

Пример 2. Электролиз водного раствора CuSO4 с медным (растворимым) анодом.

Из раствора сульфата меди на катоде могут восстанавливаться ионы Cu2+ (E0Cu = +0,34 B) и молекулы воды (E0H2O = -0,84 B). Большей окислительной способностью обладают ионы меди, поэтому они восстанавливаются в первую очередь.

На аноде возможны следующие процессы:

2SO42- – 2ē = S2O42- E1 = +2,05 B;

2H2O – 4ē = O2 + 4H+ E2 = +1,23 B;

Cu0 – 2ē = Cu2+ E3 = +0,34 B.

При сравнении окислительно-восстановительных потенциалов этих процессов видно, что потенциал медного анода имеет меньшее значение, следовательно, на аноде окисляется медь, т.е. материал самого анода.

 
 

Процесс электролиза в этом случае сводится к выделению меди на катоде и постоянному растворению медного анода.








Date: 2015-05-08; view: 485; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2017 year. (0.008 sec.) - Пожаловаться на публикацию