.RU

Окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита


Электролиз.

Электролиз – окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита.

Электролиты: соли, щёлочи, кислоты.

Электролиз – дословно: «лизис» - разложение, «электро» - электрическим током.

Электролиз осуществляется в электролизёрах. К раствору или расплаву электролита погружают две токопроводящие пластины – ЭЛЕКТРОДЫ, которые подключены к клеммам постоянного тока.

(–) КАТОД ← ЭЛЕКТРОДЫ → (+) АНОД

подключен к(-) подключён к (+) клемме,

клемме, где избыток ē. где нехватка ē.

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ВАННА.

1. Положительные заряжённые ионы (K+, Cu2+, NH4+, Fe2+ и другие), притягиваемые катодом, называются катионом.

2. Отрицательно заряжённые ионы (Cl-, CN-, F-, SO42-, NO3- и др.), притягиваемые анодом, называются анионом.

3. На катоде идёт процесс восстановления катионов: Меп+, H+, H2O.

4. На аноде процесс окисления анионов: Am-, OH-, H2O.


Электролиз расплавов электролитов.

На катоде катионы восстанавливаются в порядке убывания Eo

На аноде анионы окисляются в порядке возрастания Eo.

Электролиз растворов электролитов.


А. Процессы на катоде (восстановление).


^ Катионы активных металлов

Катионы металлов средней активности

Li+, Cs+, Rb+, K+, Ba2+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+, NH4+

Mn2+, Zn2+, Cr3+, Fe2+, Co2+, Ni2+, Sn2+, Pb2+

Металлы не восстанавливаются, а восстанавливаются молекулы H2O:

2H2O + 2ē = H2↑ + 2OH–

Катионы металлов восстанавливаются совместно с молекулами воды:

Men++ nē = Meo

2H2O + 2ē = H2↑+ 2OH–




^ Катионы водорода


Катионы малоактивных металлов

H+

Cu2+, Hg2+, Ag+, Pt2+, Au3+

Ионы водорода восстанавливаются только при электролизе растворов кислот: 2H++ 2ē = H2↑

Восстанавливаются только катионы металлов:

Men++nē = Meo


Б. процессы на аноде (окисление).

а)Анод нерастворимый (инертный): уголь, графит, платина, золото.


^ Анионы бескислородных кислот

Анионы кислородсодержащих кислот

I–, Br–, S2–, Cl–

SO42–, NO3–, CO32–, PO43–

Окисляются кислотные остатки

Am– – mē = Ao

Окисляются молекулы воды (H2O)

2H2O – 4ē =O2↑+ 4H+




Анионы OH–

Анионы F–

Окисляются только при электролизе растворов щёлочей

Окисляются только молекулы воды

4OH– – 4ē = O2↑+ 2H2O

2H2O – 4ē = O2↑ + 4H+

б) Анод растворимый (активный), изготовлен из Cu, Ag, Zn, Ni, Fe и др. металлы. Анионы не окисляются. Окисляется сам анод: Мео – nē = Men+

Катионы Men+ переходят в раствор. Масса анода уменьшается.

Примеры электролиза:


^ ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСПЛАВА

Расплав KOH = K+ + OH–

(–) Катод: K+ + 1ē = Ko │х 4

(+) Анод: 4OH–– 4ē = O2↑+ 2H2O │х 1

4K++ 4OH– = O2↑ + 2H2O↑+ 4Na

4NaOH Эл-з→ 4Na + O2↑ + 2H2O↑




^ ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРОВ (АНОД ИНЕРТНЫЙ)

Раствор NaCl

(–) Катод ← Na+ Cl– → (+) Анод

H2O H2O

(–) Катод: 2H2O + 2ē = H2↑+ 2OH–

(+) Анод: 2Cl– – 2ē = Cl2↑

2H2O + 2Cl– = H2↑ + Cl2↑ + 2OH–

2H2O+2NaCl=H2↑+Cl2↑+ 2NaOH

Раствор K2SO4

(–) Катод← 2K+ SO42–→ (+) Анод

H2O H2O

(–) Катод: 2H2O+2ē =H2↑+ 2OH– │х 2

(+) Анод: 2H2O–4ē = O2↑+ 4H+ │х 1

2H2O+4H2O = O2↑+4H++4OH–+2H2

2H2O = O2↑ + 2H2↑



Анод растворимый.

Электролиз раствора AgNO3 (анод растворимый – из Ag)

(–) Катод: Ag+ + 1ē = Ago (+) Анод: Ago – 1ē = Ag+

Ago + Ag+ = Ag+ + Ago

Электролиз сводится к переносу серебра с анода на кА


Законы электролиза. Законы Фарадея.

Масса веществ, выделившегося на электроде при электролизе, пропорциональ-

на количеству электричества, которое прошло через электролит:

, где m – масса веществ – продуктов электролиза, гр.

Э – эквивалентная масса вещества, гр.

I – сила тока, А.

F – постоянная Фарадея = 96500 Кл.

t – время электролиза, сек.

Количество двух различных веществ, которые выделяются на электродах с помо-щью одинакового количества электричества, обратно пропорциональны эквивален- ным числам этих веществ.

nA/nB = zB/zA, где nA и nB – количества веществ А и В.

zA и zB – эквивалентные числа веществ А и В в окислительно-восстановительных реакциях.

2. ВЫХОД по току: ή = ∙ 100%

ЗАДАЧА. 200 мл. 10% раствора едкого натра (плотность 1,12г/мл) подвергли электролизу в течение 13ч 24 мин. 10 сек током 25А. Выход по току составил 80%. Вычислите: а) объёмы газов, выделившихся на аноде и катоде при н.у.; б) массовую долю растворённого вещества в растворе, полученном после окончания электролиза.

Решение:

1. Электролиз раствора едкого натра:

(–) Катод: 2H2O + 2ē = 2OH– + H2↑ │ х 2

(+) Анод: 4OH– – 4ē = 2H2O + O2↑ │ х 1

2H2O ЭЛ-З→ 2H2↑+ O2↑ т.е. протекает разложение воды.

2. Находим массу воды по формуле: m(H2O) = (Э(H2O)∙I∙t)/F; Э(H2O) = 18/2 = 9

с учётом выхода по току:

m(H2O) = (Э(H2O)∙I∙ή)/F = (9∙25∙48250∙0,8)/96500 = 90 г.

3. Находим количества вещества воды: ν(H2O) =90/18 = 5моль.

4. Согласно уравнению электролиза

ν(H2O) = ν(H2) = 5моль; ν(O2) = 1/2ν (H2O) = 2,5моль

5. Объём выделившегося на катоде водорода:

V(H2) = ν(H2)∙ Vm = 5 ∙ 22,4 = 112 л.

Объём выделившегося на аноде кислорода:

V(O2) = 2,5 ∙ 22,4 = 56 л.

6. Масса исходного раствора NaOH: m(р-ра) = V ∙ ρ = 200 ∙ 1,12 = 224 г.

7. Масса раствора после электролиза: mı = 224 – 90 = 134 г.


8. Масса NaOH до электролиза: m(NaOH) = V ∙ ω = 224 ∙ 0,10 = 22,4 г.


9. Массовая доля щёлочи после электролиза (после электролиза масса щёлочи не из-менилась): ω(NaOH) = m(NaOH)/ mı (раствора) = 22,4 / 134 = 0,167 или 16,7%

osnovnie-vrednie-i-opasnie-proizvodstvennie-faktori.html
osnovnie-zadachi-chetvertogo-vida-deyatelnostiorganizacionnaya-rabota-prikaz-minzdrava-rf-ot-26-avgusta-1992-g.html
osnovnie-zadachi-i-osobennosti-perechnya-zakonodatelnih-iniciativ-7-12-2007-perechen-zakonodatelnih-iniciativ.html
osnovnie-zadachi-oop-noo-po-dostizheniyu-celej-zapadnoe-okruzhnoe-upravlenie-obrazovaniya-goroda-moskvi.html
osnovnie-zadachi-polozhenie-semej-imeyushih-detej-invalidov-v-rossii-v-rossijskoj-federacii-prava-lic-s-problemami.html
osnovnie-zadachi-programmi-programma-razvitiya-municipalnogo-obsheobrazovatelnogo-uchrezhdeniya-srednej-obsheobrazovatelnoj-shkoli-28.html
  • occupation.bystrickaya.ru/mezhlichnostnie-otnosheniya-v-medicinskom-kollektive.html
  • institut.bystrickaya.ru/tvorcheskaya-rabota-na-temu-moi-vpechatleniya-.html
  • uchitel.bystrickaya.ru/protopopov-aleksandr-i-vserossijskij-masterskij-turnir-kubok-severa-po-pauerliftingu.html
  • thescience.bystrickaya.ru/issledovanie-fenomena-prodolzheniya-zhizni-posle-smerti-tela-stranica-7.html
  • urok.bystrickaya.ru/pravovoe-znachenie-soglasiya-organov-opeki-soderzhanie-razdel-aktualnie-problemi-prava-barkov-a-v-socialnaya-usluga.html
  • school.bystrickaya.ru/kirichenko-av-ancupov-a-ya-socialno-psihologicheskie-problemi-preduprezhdenie-i-razreshenie-mezhlichnostnih-konfliktov.html
  • urok.bystrickaya.ru/povishenie-kvalifikacii-v-sisteme-yusticii-vtoroj-periodicheskij-doklad-rt.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-3-sohranenie-narodnih-hudozhestvennih-promislov-i-perspektivi-ih-parlamentskih-kommunikacij-parlkomm.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/prikaz-ot-19-iyunya-2003-g-n-229-ob-utverzhdenii-pravil-tehnicheskoj-ekspluatacii-elektricheskih-stancij-stranica-6.html
  • report.bystrickaya.ru/kaluga-ciolkovskogo-vzglyad-iz-kosmosa.html
  • kolledzh.bystrickaya.ru/a-o-artemev-podpis-i-o-familiya-data-15-maya-2007-g-stranica-2.html
  • tetrad.bystrickaya.ru/udoskonalennya-form-metodv-pdgotovki-kvalfkovanih-pracvnikv-v-umovah-stanovlennya-rinkovo-ekonomki.html
  • control.bystrickaya.ru/doklad-soveta-po-pravam-cheloveka-stranica-52.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/glava-6-pokupki-dzhejms-peden-koshki-i-sobaki-vegetarianci.html
  • writing.bystrickaya.ru/bezopasnost-zhiznedeyatelnosti-na-proizvodstve.html
  • obrazovanie.bystrickaya.ru/prognozuvannya-stanu-zhitlovogo-fondu-msta-na-priklad-m-ternopl.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/lekciya-1-4.html
  • zanyatie.bystrickaya.ru/programma-krasnoyarskogo-kraya-po-okazaniyu-sodejstviya-dobrovolnomu-pereseleniyu-v-rossijskuyu-federaciyu-sootechestvennikov-prozhivayushih-za-rubezhom-na-2010-2012-godi-stranica-10.html
  • institut.bystrickaya.ru/temi-referatov-mecenatstvo-i-detskoe-prizrenie-v-rossii-vozrozhdenie-blagotvoritelnosti-v-rossii-v-konce-20-v.html
  • institute.bystrickaya.ru/federalnij-zakon-o-statuse-voennosluzhashih-postatejnij-nauchno-prakticheskij-kommentarij-st-18-prodolzhenie-nachalo-v-predidushih-nomerah-podpolkovnik-yustic.html
  • composition.bystrickaya.ru/otchet-chuvashskogo-respublikanskogo-doma-narodnogo-tvorchestva-o-rabote-v-2009-godu.html
  • institute.bystrickaya.ru/glava-osobennosti-zemskoj-reformi-ee-formirovanie-v-zhizn-i-dejstvie-na-dele.html
  • portfolio.bystrickaya.ru/osnovnaya-obrazovatelnaya-programma-visshego-professionalnogo-obrazovaniya-stranica-14.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/general-studies-essay-research-paper-general-studies.html
  • reading.bystrickaya.ru/metodicheskie-rekomendacii-dlya-vipolneniya-kontrolnih-rabot-po-discipline-kriminalistika-dlya-studentov-zaochnoj-formi-obucheniya.html
  • student.bystrickaya.ru/22-naimenovanie-tem-ih-soderzhanie-obem-v-chasah-rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-poliklinicheskaya-terapiya.html
  • shpargalka.bystrickaya.ru/uchitelya-3-klassov-rabotali-nad-problemoj-metodicheskie-rekomendacii-uchitelej-nachalnih-klassov-po-vospitatelnoj-rabote.html
  • writing.bystrickaya.ru/hose-silva-robert-stoun-stranica-5.html
  • assessments.bystrickaya.ru/chast-vtoraya-utin-nikto-mne-nichego-ne-obeshal-dnevnikovie-zapisi-poslednego-oficera-sovetskogo-soyuza-nizhnij-novgorod.html
  • textbook.bystrickaya.ru/ili-nato-ili-druzhba-vedomosti-ivan-preobrazhenskij-vedomosti-01042008-058-str-a2.html
  • teacher.bystrickaya.ru/glava-4-struktura-i-organi-nacionalnogo-banka-kazahstana-zakon-respubliki-kazahstan-ot-30-marta-1995-goda-2155.html
  • school.bystrickaya.ru/glava-iii-o-sovershennih-sposobnostyah-klassicheskaya.html
  • kanikulyi.bystrickaya.ru/znachenie-psihoterapii-centrirovannoj-na-kliente-dlya-semejnoj-zhizni-karl-rodzhers.html
  • shpora.bystrickaya.ru/zaklyuchenie-metodicheskoe-posobie-dlya-bibliotechnih-rabotnikov-soderzhanie.html
  • control.bystrickaya.ru/drst-masati-drst-masati.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.