Методичка к пятой РК, страница 3
Описание файла
Документ из архива "Методичка к пятой РК", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "химия" из 1 семестр, которые можно найти в файловом архиве РТУ МИРЭА. Не смотря на прямую связь этого архива с РТУ МИРЭА, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "книги и методические указания", в предмете "химия" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "Методичка к пятой РК"
Текст 3 страницы из документа "Методичка к пятой РК"
Стандартные электродные потенциалы восстановителей: Ео(S2O82-/2SO42-)=2,01; Ео((4Н++О2)/2Н2О)=1,23В. На основании данных значений делаем вывод что на аноде будет окисляться наиболее сильный восстановитель – вода.
Исходя из сделанных выводов, записываем уравнения электродных процессов и уравнение электролиза.
2 2Н2О+2е=2ОН-+Н2 - уравнение катодного процесса. |
1 2Н2О=4Н++О2+4е - уравнение анодного процесса. |
6Н2О=4ОН-+2Н2+4Н++О2 - уравнение электролиза. |
В любом электрохимическом процессе, в т.ч. и при электролизе, количество участвующих или образующихся веществ mВ определяется законом Фарадея:
mВ=(mЭI)/F (4.1)
где I – сила тока в амперах, - время в секундах, F=96487 Кл – число Фарадея, mЭ – эквивалентная масса вещества в граммах, которая в окислительно- восстановительных процессах равна отношению молярной массы вещества МВ к эквивалентному числу электронов n: mЭ =МВ/n.
Для процессов с участием газов закон Фарадея может быть записан в виде:
VВ=(VЭI)/F (4.2)
где VВ – объём газообразного вещества в литрах, VЭ – эквивалентный объём газа, равный отношению молярного объёма (22,4л) к эквивалентному числу электронов n: Vэ=22,4/n.
Пример 4.3. Определение массы и объёма газов, выделяющихся на электродах за 20 мин. электролиза водного раствора Rb2SO4 при силе тока 3А.
Из уравнений электродных процессов, протекающих при электролизе рассматриваемого раствора, видно (см пример 4.2), что на катоде образуется газообразный водород, на аноде – газообразный кислород. При этом, как показывают уравнения электродных процессов, 1 молекула Н2 эквивалентна двум электронам, а 1 молекула О2 – четырём электронам. Исходя из этого, находим эквивалентные массы и эквивалентные объёмы газов.
mЭ(Н2)= МВ (Н2)/2=2/2=1г.;VЭ(Н2)=22,4/2=11,2л. – соответственно, эквивалентная масса и эквивалентный объём водорода.
MЭ(О2)=МВ (О2)/4=32/4=8г.;VЭ(О2)=22,4/4=5,6л. – соответственно, эквивалентная масса и эквивалентный объём кислорода.
По формуле (4.1) находим массы образующихся газов.
mВ(Н2)=(mЭ(Н2)I)/F=(131200)/96487=0,037г. – масса водорода.
mВ(О2)=(mЭ(О2)I)/F=(831200)/96487=0,298г. – масса кислорода.
По формуле (4.2) определяем объёмы газов.
VВ(Н2)=(VЭ(Н2)I)/F=(11,231200)/96487=0,418л. – объём водорода.
VВ(О2)=(VЭ(О2)I)/F=(5,631200)/96487=0,209л. – объём кислорода.
Приложение.
Стандартные электродные потенциалы окислительно-восстановительных пар.
Окислитель | Восстанови тель | Число эл-нов | Ео,В | Окислитель | Восстанови тель | Число эл-нов | Ео,В | ||
Li+ | Li | 1 | -3,05 | Bi3+ | Bi | 3 | 0,21 | ||
Rb+ | Rb | 1 | -2,93 | Cu2+ | Cu | 2 | 0,34 | ||
K+ | K | 1 | -2,92 | Ag+ | Ag | 1 | 0,80 | ||
Na+ | Na | 1 | -2,71 | Hg2+ | Hg | 2 | 0,85 | ||
Zn2+ | Zn | 2 | -0,76 | S | S2- | 2 | 0,48 | ||
Fe2+ | Fe | 2 | -0,44 | I2 | 2I- | 2 | 0,54 | ||
Cd2+ | Cd | 2 | -0,40 | Br2 | 2Br- | 2 | 1,05 | ||
Co2+ | Co | 2 | -0,28 | SO42-+4H+ | SO2+4H2O | 2 | 0,17 | ||
Ni2+ | Ni | 2 | -0,25 | S2O82- | 2SO42- | 2 | 2,01 | ||
Sn2+ | Sn | 2 | -0,14 | NO3-+2H+ | NO2+H2O | 1 | 0,78 | ||
Pb2+ | Pb | 2 | -0,13 | NO3-+4H+ | NO+2H2O | 3 | 0,96 | ||
2H+ | H2 | 2 | 0,00 | 2H2O | H2+2OH- | 2 | -0,83 | ||
Sb3+ | Sb | 3 | 0,20 | O2+4H+ | 2H2O | 4 | 1,23 |
1 Если анион электролита образован элементом в высшей степени окисления и, следовательно, не способен к дальнейшему окислению, при электролизе раствора такого электролита анодный процесс всегда заключается в окислении воды. Например, при электролизе водных растворов нитратов на аноде окисляется вода, т.к. нитрат-ионы NO3- не могут окисляться ввиду того, что азот в них находится в максимально возможной степени окисления, равной +5.