Покажите ход поляризационных кривых

Под действием тока потенциалы электродов электролизера изменяютcя – поляризация: ЕК – более отрицательным

ЕА – более положительным

Клемовое напряжение(напряжение электролизера) вследствие поляризации и омических потерьувеличивается

Увеличение Uкл приводит к перерасходу энергии по сравнению с рассчитанной по уравнениям химической термодинамики

Ионный состав расплава: KOH → K⁺ + OH^-

Электроды: графит С_тв -инертный

К: K⁺ + e → K⁰ (B_i=100%)

А: 4OH^- → O₂↑ + 2H₂O + 4e (B_i=100%)

По закону Фарадея

Ионный состав : Н₂О_ж ® Н⁺_р + ОН^-_р рН = 7

Электроды: Pt -инертные

К: 2Н⁺_р + 2е → Н₂ ↑ (B_i=100%)

А: 4OH^- → O₂↑ + 2H₂O + 4e (B_i=100%)

2Н₂О_ж ® 2Н₂ ↑ + О₂ ↑

Е_Н⁺_/Н2 = -0,059рН = -0,414 В

Е_О2/ОН- =1,23 – 0,059рН = 1,23 – 0,414 = 0,816 В

U_min= Е_О2/ОН- - Е_Н⁺_/Н2 =1,23 В

Е, В

 

0,816

U_min

I

-0,414

 

▲ Электролиз раствора Na2SO4 (электроды Pt) Ионный состав раствора: Na2SO4 ж ↔ 2Na+p + SO42-p Н2Ож ↔ Н+р + ОН-р рН = 7 (нет гидролиза) [- K]: Na+, Н+ [+A]: SO42-, ОН-

◄в первую очередь восстанавливаются наиболее сильные

окислители, потенциал которых наибольший

Е⁰_{Na+/ Na} = - 2,9В Е^р_Н+/Н2 = -0,059рН = -0,41В

Е^р_Н+/Н2 > Е⁰_{Na+/ Na} на 2,49В

Þ восстанавливаться будет ион водорода Н⁺

◄если разница потенциалов частиц в приэлектродном слое

меньше 1В, возможны оба процесса.

 

◄в первую очередь окисляются наиболее сильные

восстановители, потенциал которых наименьший

◄если разница потенциалов частиц в приэлектродном слое

меньше 1В, возможны оба процесса.

▲ В случае электролиза раствора Na₂SO₄ (электроды Pt)

[- K]: 2Н⁺ + 2е → Н₂↑

[+A]: 4ОН^- → О₂ ↑ + 2Н₂О + 4е

 

q_i –кол-во электричества, пошедшее на превращение i вещества

q – общее кол-во электричества, прошедшее через электрод

▲ Задача

Рассмотреть электролиз раствора Na₂SO₄ на растворимых Ni-электродах. Напишите уравнения процессов электролиза. Рассчитайте массы и объемы выделившихся газов (приведенные к н.у.), которые образуются на электродах за 0,2 часа при токе 5А. В_i(О₂)=60%.

Решение.Ионный состав раствора:

Na₂SO_{4 ж} → 2Na⁺_p + SO₄^2-_p

Н₂О_ж ↔ Н⁺_р + ОН^-_р

(соль образована сил. осн. и сильн. кислотой нет гидролиза)рН = 7

Равновесные потенциалы возможных электродных процессов:

[- K]: Е⁰_{Na+/ Na} = - 2,9В Е^р_Н+/Н2 = -0,059рН = -0,41В

[+A]: SO₄^2- -не окисляется,Е^р_О2/ОН- =1,23-0,059рН=0,82В

Е⁰_{Ni2+/ Ni} = - 0,025В Þ ∆E < 1 Þдва процесса

[- K]: 2Н⁺ + 2е → Н₂↑100%

[+A]: 4ОН^- → О₂ ↑ + 2Н₂О + 4е 60%

Ni⁰ → Ni²⁺ + 2e40%

Покажите ход поляризационных кривых

---

Поделиться:

Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 212; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав

---

1234Следующая ⇒