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 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
Задача 472
|
|
Разобрать процессы, протекающие у электродов при электролизе водных растворов: Na2SO4, Cd(NO3)2, KBr, CuCl2; для каждого из них составить общее уравнение реакции.
Решение:
Вода может быть как окислителем, так и восстановителем, поэтому при электролизе водных растворов у электродов могут восстанавливаться и окислиться не ионы электролита, а вода. Это зависит от сравнительной величины окислительно-восстановительных потенциалов воды и ионов электролита.
1. Электролиз водного раствора Na2SO4.
Стандартный электродный потенциал системы
В
значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной водной среде
В.
Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода:
2H2O +2e ® H2↑ + 2OH–,
а ионы Na+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство).
На аноде будет происходить электрохимическое окисление воды, приводящее к выделению кислорода:
2H2O – 4e → O2 + 4H+; 
В,
поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал значительно ниже, чем стандартный электродный потенциал, характеризующий систему: 2SO42– – 2e = S2O82–, 
В.
Ионы SO42–, движущиеся при электролизе к аноду, будут накапливаться в анодном пространстве.
Умножая уравнение катодного процесса на два и складывая его с уравнением анодного процесса, получаем суммарное уравнение процесса электролиза:
6H2O ↔ 2H2↑ + 4OH– + O2↑ + 4H+.
у катода у анода
Приняв во внимание, что одновременно происходит накопление ионов Na+ в катодном пространстве и ионов SO42– в анодном пространстве, суммарное уравнение процесса можно записать в следующей форме:
2Na2SO4 + 6H2O ↔ 2H2↑ + 4NaOH + O2↑ + 2H2SO4.
у катода у анода
Таким образом, одновременно с выделением водорода и кислорода образуется гидроксид натрия (в катодном пространстве) и серная кислота (в анодном пространстве).
В случае, когда растворы катодного и анодного пространств перемешиваются, образующиеся в результате электролиза щелочь и кислота нейтрализуются и дают вновь соль (Na2SO4):
4NaOH + 2H2SO4 = 2NaSO4 + 4 H2O.
В итоге электролиз сводится к электрохимическому разложению воды:
.
2. Электролиз водного раствора Cd(NO3)2.
Решение:
При электролизе водных растворов солей цинка, железа, кадмия и некоторых других металлов, стоящих в ряду напряжения, хотя и левее водорода, но близко к нему, на катоде выделяются эти металлы. Объясняется это тем, что процесс разрядки ионов Н+ осложняется адсорбцией атомов и молекул водорода на поверхности электродов. Для того чтобы десорбировать водород и получить его в газообразном состоянии, необходимо приложить избыточную э.д.с. Увеличение э.д.с. приводит к тому, что на катоде происходит выделение металла, стоящего в ряду напряжения левее водорода:
Cd2+ + 2e ↔ Cd, 
В.
Нитрат-ионы скапливаются вблизи анода, но окислению легче подвергается вода: 2H2O – 4e → O2 + 4H+, 
В.
В целом процесс выражается уравнением
2Cd(NO3)2 + 2H2O ↔ 2Cd + O2↑ + 4HNO3.
у катода у анода
При электролезе солей, состоящих из ионов малоактивных металлов (стоящих в ряду напряжения после водорода) и кислородсодержащих анионов, также набдюдается выделение металла на катоде. На аноде выделяется кислород в результате окисления воды с изменением pH среды за счет вторичного процесса – образования кислоты.
Date: 2015-09-24; view: 725; Нарушение авторских прав