Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Анодні процеси у водних розчинах електролітів






    Анод Аніон An
    безоксигеновий або ОН оксигеновмісний і F
    Нерозчинний An – ne = An0 4OH – 4e = 2H2O + O2 2О – 4e = 4H+ + O2
    Розчинний Окиснення матеріалу анода Me0 + ne = Men+

     

    Проілюструємо сказане кількома прикладами.

    Електроліз водного розчину купрум (ІІ) хлориду CuCl2.

    У водному розчині сіль дисоціює за схемою: СuCl2 = Сu2+ + 2Cl.

    Оскільки Сu розміщений правіше від символу “Н”, то на катоді відновлюються катіони Сu2+, а на аноді окиснюються аніони Cl:

    К (–) Сu2+ + 2e = Cu А (+) Cl – 2e = Cl2  
    CuCl2 = Cu + Cl2

    Електроліз водного розчину кадмій (ІІ) сульфату CdSO4.

    У водному розчині сіль дисоціює за схемою: СdSO4 = Сd2+ + SO42–.

    Оскільки Сd лежить між символами “Al” i “Н”, то на катоді паралельно відновлюються катіони Сu2+ та молекули Н2О, на аноді окиснюються молекули Н2О:

    К (–) Сd2+ + 2e = Cd, 2Н2О + 2e = Н2 + 2ОН.

    А (+) 2Н2О – 4e = 4H+ + O2.

    Сумарну схему реакції у цьому випадку записати неможливо, оскільки невідомо, яка кількість електрики затрачається на відновлення молекул Н2О, а яка – на розряджання катіонів Сd2+.

    Електроліз водного розчину калій нітрату KNO3.

    Оскільки К розміщений зліва від символу “Mn”, то катіони К+ не будуть відновлюватись на катоді, а аніони NO3 – окиснюватись на аноді у водному розчині. В катодному та анодному процесах участь беруть лише молекули Н2О:

    К (–) 2Н2О + 2e = Н2 + 2ОН А (+) 2Н2О – 4e = 4H+ + O2  
    2О = 4ОН + 4H+ + 2Н2 + О22О = 2Н2 + О2

    Електроліз водного розчину натрій гідроксиду NаOН.

    Як і у попередньому прикладі, на катоді будуть відновлюватись молекули Н2О. На аноді будуть окиснюватись ОН-групи:

    К (–) 2Н2О + 2e = Н2 + 2ОН А (+) 4OH – 4e = 2H2O + O2  
    2О + 4ОН = 4ОН +2H2O + 2Н2 + О22О = 2Н2 + О2

    Досі ми розглядали електроліз з інертним анодом, який не окиснюється при електролізі (графіт, платина тощо). Проте, часто електроліз проводять з розчинним анодом (мідний, нікелевий).

    При електролізі з розчинним анодом катодні процеси проходять як і у випадку з нерозчинним. Основною відмінністю є те, що окиснюється матеріал анода і це іноді призводить до появи в розчині нових катіонів.

    Розглянемо для прикладу електроліз водного розчину купрум (ІІ) сульфату CuSO4 з мідним анодом:

    К (–): Сu2+ + 2e = Cu;

    А (+): Сu – 2e = Cu2+.

    Таким чином, метал, що розчинився на аноді, осідає на катоді. Це явище часто застосовують при добуванні металів високої чистоти.

     

    Розглянемо явище електролізу на прикладі мідного купоросу (рис. 2). В результаті електролітичної дисоціації CuSO4 = Cu2 + + SO4 2 +. Позитивно заряджені іони міді під дією електричного струму будуть переміщуватися до катода, де отримають електрони і виділяться на ньому у вигляді нейтральних атомів міді. Негативно заряджені іони під дією електричного поля перемістяться до анода, де віддадуть вільні електрони і також виділяться на ньому.

    Рис. 2.

    Електроліз розплаву хлориду натрію на платинових електродах:

    Сумарна реакція:

    Електроліз водного розчину хлориду натрію на вугільних електродах:

    Сумарна реакція:

    або в молекулярній формі:

    Електроліз водного розчину хлориду міді (II) на вугільних електродах:

    Сумарна реакція:

    У електрохімічному ряді активності металів мідь розташована правіше водню, тому мідь і буде відновлюватися на катоді, а на аноді буде окислюватися хлор.

    Електроліз водного розчину сульфату натрію на платинових електродах:

    Сумарна реакція:

    Аналогічно відбувається електроліз водного розчину нітрату калію (платинові електроди).

    Електроліз водного розчину сульфату цинку на графітових електродах:

    Сумарна реакція:

    Електроліз водного розчину нітрату заліза (III) на платинових електродах:

    Сумарна реакція:

    Електроліз водного розчину нітрату срібла на платинових електродах:

    Сумарна реакція:

    Електроліз водного розчину сульфату алюмінію на платинових електродах:

    Сумарна реакція:

    Електроліз водного розчину сульфату міді на мідних електродах - електрохімічне рафінування:

    Концентрація CuSO4 в розчині залишається постійною, процес зводиться до перенесення матеріалу анода на катод. У цьому і полягає сутність процесу електрохімічного рафінування (одержання чистого металу).

    При складанні схем електролізу тієї чи іншої солі потрібно пам’ятати, що:
    - катіони металів, що мають більший електродний потенціал (СЕП), ніж у водню (від міді до золота включно), при електролізі практично повністю відновлюються на катоді;

    - катіони металів з великими значеннями СЕП (від літію до алюмінію включно) не відновлюються на катоді, а замість них відновлюються молекули води до водню;

    - катіони металів, у яких значення СЕП менше, ніж у водню, але більше, ніж в алюмінію (від алюмінію до водню), при електролізі на катоді відновлюються одночасно з водою;

    - якщо водний розчин містить суміш катіонів різних металів, наприклад Ag+, Cu2 +, Fe2 +, то в цій суміші першим відновиться срібло, потім мідь і останнім - залізо;

    - на нерозчинному аноді в процесі електролізу відбувається окиснення іонів або молекул води, причому аніони S2-, I-, Br-, Cl- окислюються легко;

    - якщо в розчині знаходяться аніони кисневмісних кислот , , , , то на аноді окислюються молекули води до кисню;

    - якщо анод розчинний, то при електролізі він сам піддається окисленню, тобто посилає електрони в зовнішнє коло: при віддачі електронів зміщується рівновага між електродом і розчином і анод розчиняється.

    Якщо зі всього ряду електродних процесів виділити тільки ті, які відповідають загальному рівнянню

    М z + + ze = M,

    то отримаємо ряд напруг металів. У цей ряд завжди вміщають також водень, що дозволяє бачити, які метали здатні витісняти водень з водних розчинів кислот, а які ні (табл.).

    Таблиця






    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.