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 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: 1601; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.005 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию