Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Рассмотрим несколько примеров процессов электролиза




Читайте также:
  1. P. S. НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ДИЗАЙНЕ ФУТБОЛОК
  2. АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В МАШИНОСТРОЕНИИ
  3. Автоматизация процессов проектирования.
  4. Автоматика, автоматизация производственных процессов и АСУ ТП
  5. Активизация национально-освободительных процессов на периферии международной системы
  6. Анализ процессов в системе
  7. Анализ процессов в системе.
  8. Антимонопольный и социально-ориентированный подход к изучению соц.-эк. процессов Л. Эрхарда.
  9. АСР гидродинамических процессов
  10. АСР гидродинамических процессов

 

Пример 1. Электролиз раствора хлорида никеля (II) NiCl2 с инертными электродами.

Раствор содержит ионы Ni2+ и Cl, образующиеся в результате процесса диссоциации соли:

NiCl2 → Ni2+ + 2Cl ­

Кроме того, в растворе в ничтожной концентрации содержатся ионы Н+ и ОН­ , образующиеся при диссоциации молекул воды:

H2О D H+ + OH. ­

При пропускании тока катионы Ni2+ и H+ перемещаются к катоду (отрицательно заряженному электроду). На катоде протекает процесс восстановления. Принимая от катода по два электрона, ионы Ni2+ превращаются в нейтральные атомы, выделяющиеся из раствора. Катод постепенно покрывается никелем:

Ni+ + 2e → Ni0.

Одновременно анионы Cl­ и OHдвижутся к аноду (положительно заряженному электроду). На аноде протекает процесс окисления. Так как в первую очередь разряжаются анионы бескислородных кислот, то ионы хлора, достигая анода, отдают ему электроны и превращаются в атомы хлора. В дальнейшем эти атомы, соединяясь попарно, образуют молекулы хлора, покидающие поверхность электрода. У анода выделяется хлор:

2Cl ­ – 2e → .

Складывая уравнения процессов, протекающих на катоде и на аноде с учетом отданных и принятых электронов, получим краткое ионно-молекулярное уравнение процесса электролиза:

Ni+ + 2Cl­ Ni0 + .

Молекулярное уравнение процесса электролиза водного раствора хлорида никеля (II) будет иметь вид:

NiCl2 Ni0 + .

Пример 2. Электролиз раствора йодида калия KI.

Йодид калия в результате процесса диссоциации находится в растворе в виде ионов К + и I­

KI → K+ + I­.

Кроме того, в растворе в растворе содержатся ионы Н+ и ОН, образующиеся при диссоциации воды:

H2О D H+ + OH.

При пропускании электрического тока ионы К+ и H+ передвигаются к катоду, а ионы I­ и OH­ – к аноду. Так как калий стоит в ряду напряжений гораздо левее водорода и имеет меньшее значение электродного потенциала, то у катода разряжаются не ионы калия, а катионы водорода из воды. Образующиеся при этом атомы водорода соединяются в молекулы Н2, и, таким образом, у катода выделяется водород:

2H2О + 2e = Н2 + 2ОН.

По мере разряда ионов водорода диссоциируют все новые молекулы воды, вследствие чего у катода накапливаются гидроксильные ионы (освобождающиеся из молекулы воды), а также ионы К+, непрерывно перемещающиеся к катоду. В пространстве у катода образуется раствор КОН и среда становится щелочной.



Одновременно к положительно заряженному аноду перемещаются анионы иода и гидроксила. В первую очередь у анода происходит выделение йода, так как ионы I разряжаются легче, чем гидроксильные ионы из воды:

2I – 2e = I2.

Складывая уравнения процессов, протекающих на аноде и на катоде, получим краткое ионно-молекулярное уравнение процесса электролиза:

2H2О + 2I­ Н2 + I2 + 2ОН­.

Полное ионно-молекулярное уравнение процесса электролиза получим добавляя в левую и правую части краткого уравнения недостающие ионы (ионы калия К+):

2H2О+ 2K+ + 2I Н2 + I2 + 2K+ + 2ОН.

Молекулярное уравнение процесса электролиза водного раствора иодида калия будет иметь вид:

2H2О + 2KI Н2 + I2 + 2KОН.

Пример 3. Электролиз раствора сульфата калия K2SO4.

В водном растворе сульфата калия содержатся ионы K+, , образующиеся при диссоциации соли и ионы Н+ и ОН­ из воды.

K2SO4 → K+ +

H2О D H+ + OH.

Так как ионы K+ разряжаются труднее, чем ионы Н+, а ионы , чем ионы ОН, то при пропускании электрического тока у катода будут разряжаться ионы водорода из воды, у анода – гидроксильные группы из воды, то есть, фактически, будет происходить электролиз воды.



На катоде:

2H2О + 2e = Н2 + 2ОН ­

На аноде:

2H2О – 4e = O2 + 4H+.

Суммарное уравнение процесса будет иметь вид:

2H2О 2 + O2.

В то же время, вследствие разряда водородных и гидроксильных ионов воды и непрерывного перемещения ионов K+ к катоду, а ионов к аноду, у катода образуется раствор щелочи (КОН), а у анода – раствор серной кислоты.

Пример 4. Электролиз раствора сульфата меди с растворимым (активным) медным анодом.

Особым образом протекает электролиз с растворимыми электродами. В этом случае анод изготовлен из того же металла, соль которого находится в растворе. При этом никакие ионы из раствора у анода не разряжаются, а происходит окисление материала самого анода, т.е. сам анод постепенно растворяется, посылая в раствор ионы и отдавая электроны источнику тока.

Cu0 – 2e → Cu2+.

Образующиеся на аноде катионы меди перемещаются в растворе соли к катоду. Процесс восстановления сводится к выделению меди на катоде:

Cu2+ + 2e → Cu0.

Количество соли CuSO4 в растворе остается неизменным.

Таким образом, при осуществлении процесса электролиза с растворимыми электродами имеет место перенос материала электрода (в нашем случае меди) с анода на катод.


Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 5; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2022 год. (0.015 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты