Уравнения электролиза водных растворов йодида калия

Уравнения электролиза водных растворов йодида калия

16 лет успешной работы в сфере подготовки к ЕГЭ и ОГЭ!

1602 поступивших (100%) в лучшие вузы Москвы

Подготовка к ЕГЭ, ОГЭ и предметным Олимпиадам в Москве

• home
• map
• mail

У Вас возникли вопросы?
Мы обязательно Вам перезвоним:

Электролиз раствора йодида калия

Распад химических веществ под действием электрического тока называется электролизом. Электролиз йодида калия происходит с образованием щелочи, водорода (на катоде) и йода (на аноде):

Для проведения опыта приготавливается электролизер и две пробирки с раствором иодида калия.

В первую пробирку (для катода) добавляется фенолфталеин для определения щелочной среды. Во вторую (для анода) добавляется крахмал для качественной реакции на йод.

Пробирки помещаются на электроды, и подключается ток. При пропускании тока через раствор на катоде наблюдается выделение водорода – раствор с фенолфталеином приобретает малиновый цвет, так как образовалась щелочь KOH. На аноде выделился йод, который окрасил крахмальный раствор в синий цвет.

Мы видим, как при электролизе раствора йодида калия происходит образование гидроксида калия, йода и водорода.

Задание 1. Электролиз иодида калия KI.

I. Коррозия металлов и методы защиты от коррозии.

Задание 1. Коррозия металлов в кислой среде.

Zn + 2HCl = ZnCl₂ + H₂↑ (достаточно активный металл реагирует с кислотой с выделение водорода)

Cu + HCl = нет признаков реакции (Медь стоит после водорода в ряду активности металлов, и не реагирует с кислотами с выделением водорода)

Процессы, возможные на аноде:

· Zn – 2e → Zn 2+ (E_Zn­ 2+ /_Zn= -0.763B) → имеет наименьший потенциал, на аноде протекает именно эта реакция

Процессы, возможные на катоде:

· 2H + + 2e → H₂↑ (кислая среда, поэтому E_2H + /_H2=0B) протекает именно эта реакция.

Вывод: до начала опыта мы видели, что цинк активно реагирует с соляной кислотой, в то время, как медь не проявляет никаких признаков реакции. Однако, как только образовалась гальванопара, на цинке прекратилось выделение водорода и оно началось на меди. На самом деле медь не начала растворяться в соляной кислоте, просто в результате работы гальванической пары катодный процесс – выделение водорода(катод – пластинка меди), а анодный – растворение цинка(растворение анода), от сюда можно сделать вывод, что контакт более активного металла с менее активным никак не влияет на коррозию исходного металла.

Задание 2. Коррозия при участии гальванических микроэлементов(коррозия углеродной стали).

Углерод, как инертный электрод, выступает в качестве катода.

Возможные анодные реакции:

· Fe – 2e → Fe 2+ (E_Fe 2+ /_Fe= -0.441B) → имеет наименьший потенциал, следовательно протекает именно эта реакция.

Возможные процессы на катоде:

· [Fe(CN)₆] 3- + e → [Fe(CN)₆] 4- (E[Fe(CN)₆] 3- /[Fe(CN)₆] 4- = 0.543B) → обладает наибольшим потенциалом, поэтому именно она будет протекать на катоде.

Выводы: наблюдая образования многочисленных гальванических микроэлементов(вкрапления углерода в стали) можно сделать вывод, что различные примеси в металле могут служить причиной быстрой коррозии этого металла.

Задание 3. Протекторная защита от коррозии.

· Zn – 2e → Zn 2+ (E_Zn 2+ /_Zn = -0.763B) → имеет наименьший потенциал, на аноде протекает именно эта реакция

Вывод: около железа наблюдается окрашивание раствора в малиновый цвет, а так как индикатор, который мы используем в данном задании – ф/ф, то окраска свидетельствует о щелочной среде, которая наблюдается около железа, следовательно выделяются гидроксид ионы, что является доказательством работы гальванической пары. Из работы можно сделать вывод, что при соприкосновении металла, который мы хотим защитить от коррозии, с более активным металлом(металлом, имеющим меньший потенциал) можно обеспечить протекторную защиту изделия.

Задание 4. Электрозащита от коррозии.

· Fe – 2e → Fe 2+ (E_Fe 2+ /_Fe= -0.441B) → имеет наименьший потенциал, протекает именно эта реакция.

· Fe 2+ – e → Fe 3+ (E_Fe 3+ /_Fe 2+ = 0.771B)

На катоде вначале протекает реакция восстановления Fe(III) до Fe(II) в комплексном ионе, но так как красной кровяной соли в растворе не очень много, очень скоро все комплексные ионы оказываются восстановленными, и начинается восстановление водорода из воды.

Вывод: около анода начинает выделятся окрашенная синяя «рубашка»

Очевидно, что ионы железа Fe 3+ появляются в результате окисления ионов железа Fe 2+ до Fe 3+ на воздухе, чему способствует кислород, который находится в воздухе.

В ходе работы установили, что отличным способом зашиты металла от коррозии может служить анодная защита, так как анод не коррозирует при пропускании тока.

II. Электролиз водных растворов солей.

Задание 1. Электролиз иодида калия KI.

(Анод) + C|KI, H₂O, ф\ф|C – (катод)

· 2I — — 2e → I₂↓ (E2I — _/I₂ = 0.535 B) → имеет наименьший потенциал, протекает именно эта реакция.

· 2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH — (E2H₂O/H₂= -0.414B) → имеет наибольший потенциал, протекает именно эта реакция.

Вывод: Растворы окрасились так как идет выделение йода (имеющий желтый цвет) около анода, и выделение гидроксид ионов около катода, если учесть, что в растворе находится ф/ф, который в щелочной среде окрашивается в малиновый цвет, что мы и наблюдаем около катода.

Задание 2. Электролиз сульфата натрия Na₂SO₄

· SO₄ 2- в водной среде не подвергается окислению.

· 2H₂O + 2e → H₂↑ + 2OH — (E2H₂O/H₂= -0.414B) → имеет наибольший потенциал, протекает именно эта реакция.

Вывод: предварительно рассчитав анодный и катодные процессы в «анодную» трубку U-образной колбы добавим индикатор метиловый оранжевый, а в «катодную» — фенолфталеин. В результате электролиза выделяются ионы водорода и гидроксид ионы около анода и катода соответственно. В ходе электролиза раствор около анода окрасится в красный цвет, что говорит от выделении ионов водорода а около катода раствор окрасится в розовый цвет, что свидетельствует о наличии гидроксид ионов.

Общий вывод: в ходе работы достаточно подробно изучили основы электрохимии, а точнее коррозию металлов и способы защиты от нее, а так же электролиз водных растворов некоторых солей.

Уравнения электролиза водных растворов йодида калия

Электролиз раствора иодида калия

Электролиз – разложение вещества под действием электрического тока. Электролиз иодида калия проходит с выделением щелочи, водорода и иода:

2К I + 2 H 2 O = 2 KOH + H 2 ↑+ I 2

Приготовим электролизер, наполненный раствором иодида калия, и две пробирки с этим же раствором. Для обнаружения щелочи в одну из пробирок добавим раствор фенолфталеина (эта пробирка – для катода), для обнаружения иода в другую пробирку добавим крахмал (пробирка для анода). Поместим приготовленные таким образом пробирки на электроды и включим ток. В одной из пробирок на катоде наблюдаем выделение водорода, раствор в этой пробирке становится малиновым: в пробирке образовалась щелочь. Во второй пробирке появилась синее окрашивание. В этой пробирке в результате электролиза выделился иод. Иод окрасил крахмал в синий цвет. Мы увидели, как при электролизе раствора иодида калия образуется иод, выделяется газ водород и гидроксид калия.

Оборудование: пробирки, штатив для пробирок, химические стаканы, пипетка, держатель для пробирок, прибор для электролиза, мензурка.

Техника безопасности . Соблюдать правила работы с электроприборами.

Постановка опыта – Елена Махиненко, текст – к.п.н. Павел Беспалов.