Составьте электронные уравнения процессов происходящих на графитовых электродах

Химия NeoChemistry — мы знаем о химии всё

Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе расплавов и водных растворов NaCl и KOH.
Сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0.5 А?

В растворе или расплаве катионы и анионы движутся хаотично. Если в эту среду опустить нейтральные (графитовые) электроды, пропустить постоянный электрический ток, то движение катионов и анионов принимает направленное движение соответственно их знакам.
На катоде катионы принимают электроны, восстанавливаясь, на аноде анионы отдают электроны, окисляясь.
Таким образом, электролизом называется окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении электрического тока через расплав или раствор электролита.
Процессы электролиза раствора и расплава отличаются друг от друга тем, что при электролизе раствора в электролизе принимают участие молекулы воды Н2О, в электролизе расплава участвуют только катионы и анионы вещества.
1. Напишем уравнения электролиза раствора NaCl.
На катоде: 2Н2О +2e¯ = H2 + 2 OH¯
На аноде: 2Cl¯ -2e¯ = Cl2 (газ)
Суммарное в ионной форме:
2Н2О +2e¯ = H2 + 2 OH¯
2Cl¯ -2e¯ = Cl2 (газ)
2Н2О+2Cl¯ электролиз H2 +Cl2 + 2 ОН¯
Суммарное в молекулярной форме:
2 Н2О + 2NaCl электролиз H2 +Cl2 + 2 ОН¯
На катоде выделяется водород, на аноде — хлор,
а в растворе накапливается NaOH (Na+ + OH¯)
2. Напишем уравнения электролиза раствора KOH
KOH ↔K+ + OH¯
На катоде :2Н2О +2e¯ = H2 + 2 OH¯ /2
На аноде: 4ОН¯ -4 e¯ = 2 H2O +O2 (газ) /1
Суммарное : 4Н2О +4e¯ +4ОН¯ -4 e¯ = 2H2 + 4OH¯ + 2 H2O +O2 (газ)
2 Н2О электролиз 2H2(газ) + O2 (газ)
На катоде выделяется водород, на аноде -кислород,
а в растворе накапливается КOH (К+ + OH¯)
3. Напишем уравнения электролиза расплава NaCl.
NaCl↔ Na+ +Cl¯
На катоде : Na+ +e¯ = Na(мет) /2
На аноде : 2 Cl¯ -2e¯ = Cl2 (газ) /1
Суммарное:
2 Na+ 2+e¯ +2Cl¯ -2e¯ электролиз 2Na(мет) +Cl2(газ)
2 Na2Cl электролиз 2Na(мет) +Cl2(газ)
4. Напишем уравнения электролиза расплава КОН.
КОН↔К+1 + ОН¯
На катоде : К+1 +e¯ = K(мет) /4
На аноде : 4ОН¯ — e¯ = 2 H2O +2O +4e
4ОН¯ — e¯ = 2 H2O +O2 +4e /1
Суммарное:
4К+ + 4ОН¯ = K(мет) + 2 H2O +O2
КОН электролиз K(мет) + 2 H2O +O2

Чтобы вычислить, сколько литров (н.у.) газа выделится на аноде при электролизе гидроксида калия, если электролиз проводить в течение 30 мин при силе тока 0.5 А, применим закон Фарадея.
На аноде выделяется кислород, его количество определяем по формуле, выражающей закон Фарадея
m= mэ *I*t/96500, где:
m – масса вещества, окисленного или восстановленного на электроде;
mэ — молярная масса эквивалента вещества; mэО2 =8г
I- сила тока; I =0.5А
t- продожительность электролиза, сек, t =30*60=1800сек;
m= mэ *I*t/96500 = 8*0.5*30*60/96500 = 0.0746г
Исходя из того, что 1г-моль кислорода (32г) занимает объем 22.4 л (н.у.), определенная масса кислорода 0.0746г займет объем:
0.0746*22.4/32 = 0.052л (н.у.)

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e05e49758fe0c01 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Электронные уравнения процессов, происходящих на электродах при электролизе растворов солей

Решение задач по химии на электролиз соли

Задание 274.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на графитовых электродах при электролизе раствора КВг. Какая масса вещества выделяется на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 ч 35 мин при силе тока 15 А? Ответ: 0,886 г; 70,79 г.
Решение:
Стандартный электродный потенциал системы К + + = К 0 (-2,92 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода, а ионы К + , приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему зоне (катодное пространство):

2Н₂О + 2 = Н₂↑+ 2ОН —

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Br-, приводящее к выделению брома:

2Br — — 2 = Br₂.

поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,07 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему:

2Н₂О — 4 = О₂↑ + 4Н +

Массу веществ, выделившихся на электродах находим из уравнения Фарадея, имея в виду, что 1 ч 35 мин = 5700 с и М_Э(Н₂) = 1 г/моль, М_Э(Br₂) = 79,916 г/моль получим:

m(B) = М_Э(B) . I . t/F
m(H₂) = М_Э(H₂) . I . t/F = 1 . 15 . 5700/96500 = 0,886 г;
m(Br₂) = М_Э(Br₂) . I . t/F = 79,916 . 15 . 5700/96500 = 70,81 г.

m(B) – масса выделившегося вещества, г; М_Э(В) – масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока, А; t – время, с; F – число Фарадея, 96500.

Ответ: m(H₂) = 0,886 г; m(Br₂) = 70,81 г.

Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl₂. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли хлорида меди на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu 2+ + 2 = Cu 0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu 2+ :

Cu 2+ + 2 = Cu 0

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl — , приводящее к выделению хлора:

2Cl — — 2 = Cl₂↑.

поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно выше, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2Н₂О — 4 = О₂ ↑ + 4Н +

Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl₂, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

Так как (Cl₂) = (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl₂, получим:

m(Cu) = (Cu) . M_Э(Cu) = 0,05 . 31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.

Задание 275.
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на угольных электродах при электролизе раствора СuCl₂. Вычислите массу меди, выделившейся на катоде, если на аноде выделилось 560 мл газа (н.у.). Ответ: 1,588 г.
Решение:
а) Электролиз соли медного купороса на угольных электродах:
Стандартный электродный потенциал системы Cu 2+ + 2 = Cu 0 (+0,34 В) значительно положительнее потенциала водородного электрода в кислой среде (0,00 В). В этом случае при электролизе соли на угольных электродах, на катоде будет происходить электрохимическое восстановление меди Cu 2+ :

Cu 2+ + 2 = Cu 0

На аноде будет происходить электрохимическое окисление ионов Cl — , приводящее к выделению хлора:

2Cl — — 2 = Cl₂↑.

поскольку отвечающий этой системе стандартный электродный потенциал (+1,36 В) значительно ниже, чем стандартный потенциал (+1,23 В), характеризующий систему

2Н₂О — 4 = О₂ ↑ + 4Н +

Чтобы вычислить массу меди, выделившейся на катоде при электролизе CuCl₂, рассчитаем количество эквивалентов хлора, выделившегося на аноде, зная его объём и эквивалентный объём, получим:

Эквивалентный объём хлора равен 11,2 л/моль. Тогда количество эквивалентов выделившегося хлора равно:

Так как (Cl₂) = (Cu), то можно рассчитать массу выделившейся меди при электролизе CuCl₂, получим:

m(Cu) = (Cu) . M_Э(Cu) = 0,05 . 31,77 = 1,588 г.

Ответ: m(Cu) = 1,588 г.

Задание 276.
При электролизе соли трехвалентного металла при силе тока 1,5 А в течение 30 мин на катоде выделилось 1,071 г металла. Вычислите атомную массу металла. Ответ: 114,835.
Решение:
Эквивалентную массу металла рассчитаем из уравнения Фарадея относительно массы вещества, подставив в него данные из задачи, получим:

m(В) = М_Э(В) . I . t/F;
М_Э(Ме) = m(В) . F/(I . t) = (1,071 . 96500)/(1,5 . 60 . 30) = 38,278 г/моль.

Здесь m(B) – масса выделившегося вещества, г; V_Э – эквивалентный объём газа, л/моль; М_Э(В) – масса эквивалента вещества, г/моль; I – сила тока, А; t – время, с; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль.

Учитывая, что металл трёхвалентный рассчитаем его атомную массу:

Аr(Ме) = М_Э(Ме) . В = 38,278 . 3 = 114,835, где В – валентность металла.