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
|
Задание к подразделу 4.4
Рассмотрите коррозию гальванопары, используя потенциалы (табл. П.7), укажите анод и катод соответствующей гальванопары в различной коррозионной среде, рассчитайте ЭДС, напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение реакции коррозии, укажите направление перемещения электронов в системе.
Электролиз растворов
Электролиз – это совокупность окислительно-восстановительных процессов, происходящих при прохождении электрического тока через электрохимическую систему, состоящую из двух электродов и электролита. Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом, он заряжен отрицательно. Электрод, на котором происходит окисление, называется анодом, он заряжен положительно. При электролизе водных растворов могут протекать процессы, связанные с электролизом воды, т.е. растворителя.
Катодные процессы На катоде возможно восстановление: · катионов металла Ме n+ + nē = Me; · катиона водорода (свободного или в составе молекул воды): 2H + + 2 ē = H 2 (в кислой среде); 2H2O + 2 ē =H 2+ 2 OH — (в нейтральной и щелочной средах). Для выбора приоритетного процесса следует сравнить стандартные электродные потенциалы металла и водорода (табл. П.6, П.7 ). Потенциал восстановления катионов водорода необходимо использовать с учетом перенапряжения, » -1 В.Все металлы по своему поведению при электролизе водных растворов можно разделить на 3 группы. 1. Активные металлы (Li - Al) из-за низкой окислительной способности их ионов на катоде не осаждаются, вместо них идет восстановление ионов водорода. 2. Металлы средней активности (Mn, Zn, Fe, Sn) могут осаждаться на катоде с одновременным выделением водорода. 3. Малоактивные металлы (стоящие в ряду напряжений после водорода) из-за высокой окислительной способности их ионов осаждаются на катоде без выделения водорода. Анодные процессы На аноде возможны процессы окисления: · материала анода Ме - nē = Me n+ · молекул воды 2H2O - 4 ē =О 2+ 4H + · анионов солей 2Cl — - 2 ē = Cl2 NO2— - 2 ē + H2O = NO3— + 2H + Анионы кислородосодержащих кислот, имеющие в своем составе атом элемента в высшей степени окисления (SO4 2—, NO3— и др.), при электролизе водных растворов на аноде не разряжаются. С учетом перенапряжения величину потенциала выделения кислорода нужно считать равной 1,8 В. Пример 1. Электролиз водного раствора сульфата калия с инертными электродами: K2SO4 = 2K + + SO42— (-) Kатод K+ H2O(+) Aнод SO4 2— H2O = - 2,92 B; = -1 B. Сульфат-ионы не разряжаются. Так как > , » 1,8 B. происходит восстановление воды: 2H2O - 4 ē = O2 + 4 H + 2H2O +2 ē = H 2+ 2 OH — среда щелочная среда кислая
Пример 2. Электролиз водного раствора хлорида олова с инертными электродами: SnCl 2 = Sn 2+ + 2Cl — (-) Kатод Sn 2 +, H2O(+) Aнод Cl —, H2O = - 0,136 B; = -1B. = 1,36 В; » 1,8 B. Так как > , Так как < , идет идет процесс восстановления процесс окисления ионов Сl -: ионов олова: Sn2+ + 2 ē = S n 2Cl — - 2 ē = Cl 2 Пример 3. Электролиз сульфата меди с медным анодом: CuSO4 =Cu2+ + SO42- (-) Kатод Cu 2+ H2O (+) Aнод - Сu SO4 2— H2O = + 0,34 B; = -1 B. = + 0,34 B; » 1,8 B. Так как > , Сульфат-ионы не разряжаются. происходит восстановление Так как < , ионов меди: Cu 2+ +2ē = Cu анод растворяется: Cu - 2ē = Cu 2+
Количественные соотношения при электролизе определяют в соответствии с законами, открытыми М. Фарадеем (1834). Обобщенный закон Фарадея связывает количество вещества, образовавшегося при электролизе, со временем электролиза и силой тока: , где m - масса образовавшегося вещества, г; М - молярная масса вещества, г/ моль; n - количество электронов, участвующих в электродном процессе; I - сила тока, А; t - время электролиза, с; F - константа Фарадея (96500 Кл/моль). Для газообразных веществ, выделяющихся при электролизе, формулу использют в виде , где V - объем газа, выделяющегося на электроде; V 0 - объем 1 моль газообразного вещества при нормальных условиях (22,4 л/моль).
Пример 4. Рассчитать массу олова и объем хлора при нормальных условиях, выделившихся при электролизе раствора хлорида олова с инертными электродами в течение 1 часа при силе тока 4А.
Решение.
|