Главная | Случайная

КАТЕГОРИИ:






Электролиз растворов электролитов с растворимым анодом.

KatAn → Kat+ + An

 
 


Катод: (вос-е) Анод: (ок-е)

Kat++2О) An; ОН‾(Н2О)

Возможные процессы:

Katn+ + nē → Kat0 Ann‾ - nē → An0

+ + 2ē → Н20 4ОН‾ - 4ē → О20 + 2Н2О

Ме0 – nē → Men+

(растворимый анод)

Выводы:

1. В этом случае в качестве анода используется металл, который сам и окисляется на аноде и затем восстанавливается на катоде.

2. Находит широкое применение или для получения металлических покрытий (никелирование, хромирование и т.д.), или для очистки металла от примесей других металлов (получение электролитической меди).

РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ: “ЭЛЕКТРОЛИЗ”

Задача № 1

Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора Na2SO4, рН = 7, электроды угольные.

Na2SO4 → 2 Na+ + SO42‾

Катод – вос-е Анод – ок-ие

Na++2О) SO42‾; ОН‾(Н2О)

Возможные процессы:

Na+ + ē → Na0 2SO42‾ - 2ē → S2O82-

2О + 2ē → Н20 + 2 ОН‾ 2Н2О - 4ē → О20 + 4Н+

φр Na+/Na = - 2,71 В (табл.1) φр 2SO42-/S2O82- = + 2,05В (табл.2)

φр +2 = - 0,059·рН - ηН2 φрО2/ОН‾ = 1,23 – 0,059 · рН + ηО2

К(С) А(С)

ηН2 = 0 (табл. 4) ηО2 = 1,17

К(С) А(С)

φр +2 = - 0,059·7 – 0 = - 0,41В φрО2/ОН‾ = 1,23 – 0,059·7+1,17 = 1,987В

φр +2 > φр Na+/Na=> выделяется φр 2SO42-/S2O82 > φрО2/ОН‾ => окисляется

только водород из воды только кислород из воды.

Около катода ионы ОН‾ - среда около анода ионы Н+ - среда кислая

щелочная

 

 

2О + 2ē → Н20 + 2 ОН‾ 2Н2О - 4ē → О20 + 4Н+

Na2SO4 + 2 H2O → H2↑ + O2↑ + Na2SO4

(K) (A)

2 H2O → H2↑ + O2

(K) (A)

Задача № 2

Какие процессы происходят на электродах при электролизе раствора CuSO4, рН=6 (К: С, А: Сu).

CuSO4 → Cu2+ + SO42‾

Катод: вос-ие Анод: ок-ие

 

Cu2+; Н+2О) SO42‾; ОН‾(Н2О); Cu0.

Возможные процессы:

 

Cu2+ + 2ē → Cu0 2SO42‾ - 2ē → S2O82-

2О + 2ē → Н20 + 2 ОН‾ 2Н2О - 4ē → О20 + 4Н+

Cu0 - 2ē → Cu2+

φр Cu2+/Cu0 = + 0,34В (табл.1) φр Cu2+/Cu0 = + 0,34В

φр +2 = - 0,059·рН - ηН2 φрО2/ОН‾ = 1,23 – 0,059 · рН + ηО2

К(С) А(С)

φр 2SO42-/S2O82- = + 2,05В (табл.2)

ηН2 = 0 (табл. 4) ηО2 = 1,05

К(С) А(Сu)

φр +2 = - 0,059·6 – 0 = - 0,354В φрО2/ОН‾ = 1,23 – 0,059·6+1,05 = 1,926В

φр +2 < φр Cu2+/Cu0=> восстанавли- φр 2SO42-/S2O82 > φрО2/ОН‾ > φр Cu2+/Cu0 =>

вается медь окисляется сам анод (медный).

Cu2+ + 2ē → Cu0 Cu0 - 2ē → Cu2+

Около катода ионы Н+ - среда кислая около анода ионы ОН - среда щел-ная

СuSO4 + 2 H2O + Cu → Cu0 + Cu2+ + H2SO4 + 2OH‾

(К) (A)

ТЕМА 13. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ-

разрушение металла под действием агрессивной среды электролита с возникновением внутри системы электрического тока.

Механизм: на поверхности металла возникают микрогальванические пары, которые отличаются от обычного гальванического элемента тем, что они короткозамкнуты, т.е. (А) и (К) рядом. Роль проводника I рода играет сам корродируемый металл и возникает направленное движение электронов – электрический ток.

 

Анод Катод

       
 
   
 


(1) (А) зона: окисление (K) зона: восстановление

Oxe Red

Ме0 - nē ↔ Ме2+ окисленная + nē ↔ восстановленная

форма форма

Поляризация-освобождение и сме- Деполяризация – уничтожение,

щение электронов в ходе анодного про- связывание электронов в ходе катод-

цесса ного процесса окислителем.

Деполяризаторы – вещества, связывающие электроны

Самые распространённые: 1. катионы водорода (водородная деполяризация)

2. молекулы кислорода, растворённые в электролите

(кислородная деполяризация)

Химизм деполяризации.

Кислая среда (рН<7) Щелочная среда (рН>7)

Водородная деполяризация Нейтральная (рН=7)

1) 2Н+ + 2ē ↔ Н2↑ 1) 2Н+ + 2ē ↔ Н2

2 Н2О + 2ē ↔ Н2↑ + 2 ОН‾

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Электролиз растворов солей | Кислородная деполяризация
vikidalka.ru - 2015-2017 год. Все права принадлежат их авторам!