Электролиз ЭлектролизСтраница 7
Рассмотрим несколько типичных случаев электролиза водных растворов.
Электролиз раствора CuCl2 с инертным анодом. Медь в ряду напряжений расположена после водорода; поэтому у катода будет происходить разряд ионов Cu2+ и выделение металлической меди. У анода будут разряжаться хлорид-ионы.
Схема электролиза раствора хлорида мели (II):
CuCl2
Катод ← Cu2+ 2Cl- → Анод
Cu2+ + 2e- =Cu 2Cl- =2Cl + 2e-
2Cl=Cl2
Электролиз раствора K2SO4 с инертным анодом. Поскольку калий в ряду напряженний стоит значительно раньше водорода, то у катода будет происходить выделение водорода и накопление ОН-. У анода будет идти выделение кислорода и накопление ионов Н+. В то же время в катодное пространство будут приходить ионы К+, а в анодное—ионы SO42- . Таким образом, раствор во всех его частях будет оставаться электронейтральным. Однако в катодном пространстве будет накапливаться щелочь, а в анодном—кислота.
Схема электролиза раствора сульфата калия:
2K2SO4
Катод ← 4K+ 2SO42- → Анод
4K+ 2SO42-
4Н2О + 4е- =4ОН- + 4Н 2Н2О=4Н+ + 2О + 4e-
KОН 4Н=2Н2 2О=О2 Н2SO4
Электролиз раствора NiSO4 с никелевым анодом. Стандартный потенциал никеля (-0,250 В) несколько больше, чем –0,41 В; поэтому при электролизе нейтрального раствора NiSO4 на катоде в основном происходит разряд ионов Ni2+ и выделение металла. На аноде происходит противоположный процесс—окисление металла, так как потенциал никеля намного меньше потенциала окисления воды, а тем более—потенциала окисления иона SO42- . Таким образом, в данном случае электролиз сводится к растворению металла анода и выделению его на катоде.
Схема электролиза раствора сульфата никеля:
NiSO4
Катод ← Ni2+ SO42- → Анод
SO42-
Ni2+ + 2e- =Ni Ni=Ni2+ + 2e-
Этот процесс применяется для электрохимической очистки никеля.
Законы Фарадея
1. Закон Фарадея.
Масса вещества, выделившегося на электроде при прохождении по раствору электролита электрического тока, прямо пропорциональна количеству электричества.
∆m=kэQ где ∆m – количество прореагировавшего вещества; Q – количество электричества; kэ – коэффициент пропорциональности, показывающий, сколько вещества прореагировало при прохождении единицы количества электричества. Величина, k называется электрохимическим эквивалентом.
k=M/(NAz│e│)
где z – валентность иона; M – молярная масса вещества, выделившегося на электроде; NA—постоянная Авогадро. │e│= 1,6• 10-19Кл.
2. Закон Фарадея.
Согласно второму закону Фарадея, при определённом количестве прошедшего электричества отношения масс прореагировавших веществ равно отношению их химических эквивалентов: ∆m1/A1 =∆m2/A2=∆m3/A3=const
ЦЕЛЛУЛОИД , пластмасса на основе пластифицированного нитрата целлюлозы. Применяется, напр., для остекления приборов, изготовления канцелярских товаров, игрушек и др. Из-за горючести заменяется другими пластмассами.
КОПИРОВАНИЕ , в машиностроении - получение на станках заданного, напр. шаблоном или чертежом, профиля (формы) детали с помощью механического копировального устройства или следящей системы.
ЖЕРЛО ВУЛКАНА , канал, соединяющий очаг вулкана с земной поверхностью.