Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Дослід 6. Порівняльна сила окислювачів.





Налити у дві пробірки натрій нітриту, підкислити сульфатною кислотою. У першу пробірку прилити розчину калій йодиду, у другу - розчину калій перманганату (K MnO4). Чому змінюється колір розчинів ? Написати рівняння реакцій.

Чому у першому випадку натрію нітрит є окислювачем, а у другому - відновником?

 

 

Контрольні питання:

1. Що називається окисно-відновлювальними реакціями?

2. Що таке відновник? Наведіть приклади.

3. Що таке окисник? ? Наведіть приклади.

4. Як реагують метали з кислотами, солями?

5. В чому особливість взаємодії азотної кислоти з металами?


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №12

 

Тема: Електроліз
   
Мета: Провести електроліз водних розчинів солей металів з нерозчинним анодом.
   
Реактиви:  
  Розчини: - Купрум (ІІ) хлорид;
    - Натрій хлорид;
    - Цинк сульфат.
   
Обладнання: Електролізер, джерело постійного струму, універсальний індикаторний папір.

 

1.1 Методичні вказівки до вивчення теоретичного матеріалу

 

Електролізом називаються окислювально-відновні процеси, що протікають на електродах при пропущенні постійного струму через розчин чи розплав електроліту, який супроводжується рухом іонів.

Якщо процесу електролізу піддається розплав солі, наприклад, NaCl, то під дією електричного струму NaCl буде розпадатися на Na+ і Cl- . Іони Na+ будуть прагнути до протилежно зарядженого катода, а іони Cl- - до анода. Реакції на електродах:

 

Катод Θ Na+ + e = Na0 - процес відновлення

Анод Å Cl- - e = Cl0 - процес окислювання

Електролізом розплавів одержують метали Li, Na, K, Ca, Mg, Al.

Процеси електролізу можуть здійснюватися з розчинними і не розчинними анодами.



Розчинні аноди виготовляються з того металу, катіон якого є присутнім у розчині чи у розплаві.

Нерозчинні аноди виробляють з інертних матеріалів: Pt, Ti, -графіт.

Розглянемо процеси, що мають місце при електролізі водних розчинів солі.

Катодні процеси

Біля катода будуть концентруватися катіони металу і молекули води. При визначенні послідовності розряду варто користуватися рядом напруг металів, у який включена і вода, яка виступає у ролі окислювача, вона має значення нормального електродного потенціалу φ0 = -0,83 В.

Метали, у яких φ0 > -0,83 В, будуть піддаватися процесу відновлення на катоді: - Ме+n + nē = Me. Якщо метал має значення φ0 < - 0,83 В, то в цьому випадку процес на катоді буде наступний:

Θ2Н2О + 2е = Н20 + 2ОН - - процес відновлення.

При наявності в розчині катіонів декількох металів у першу чергу відновлюються катіони металу з найбільшим значенням стандартного потенціалу.

Анодні процеси

При електролізі водного розчину з нерозчинним анодом у першу чергу окислюються аніони бескисневих кислот (Br -, J -, Cl -, S -2) наприклад, Å S-2 – 2e = S0 – процес окислення.

При наявності в розчині кисневмісних аніонів (SO4-2, NO3 -, PO4-3) останні не окислюються, замість них відбувається окислення води:

Å 2Н2О – 4е = О2 + 4Н+, або Н - (якщо розчин лужної)

Å 4ОН- - 4е = О2 + 2Н2О – процес окислення.

Якщо анод розчинний, відбувається окислення металу анода:

 

ÅМеанода – nе = Ме+n

 

Приклад 1: Написати рівняння реакції, що протікають на електродах, при електролізі розчину Zn(NO3)2

Рішення: Zn(NO3)2 D Zn+2 + 2NO3-

 

Θ катод: Zn+2; H2O Zn +2 + 2ē = Zn0

Å анод: NO3-; H2O 2H2O – 4 ē = O2 + 4H+

 

Сумарний процес:

2 Zn(NO3)2 + 2H2O 2Zn + O2 + 4 HNO3

 

Приклад 2: Написати рівняння реакцій, що протікають на електродах при електролізі розчину KCl.

Рішення: KCl D K+ + Cl-

Θкатод: К+, H2O 2H2O + 2 ē = Н2 + 2ОН-

Åанод: Cl-, H2O 2Сl- - 2 ē = Cl20

Сумарний процес:

2KCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2KOH

Приклад 3: Написати рівняння реакцій, що протікають на електродах при електролізі розчину NiSO4 з розчинним анодом.

Рішення: NiSO4 D Ni+2 + SO4-2

Θкатод: Ni+2, H2O Ni+2 + 2 ē = Ni0

Åанод: Ni0, SO4, H2O Ni+0 - 2 ē = Ni+2

 

Кількісні закони електролізу.

Взаємозв'язок між кількістю електрики, що прошли через електроліт і кількістю речовини, що виділилась на електродах, виражається законами М.Фарадея.

Перший закон. Маса речовини, що виділилась на електродах при електролізі, прямопропорційна кількості електрики що пройшла:

m = Q ∙ q

де m – маса продукту електролізу;

q - електрохімічний еквівалент;

Q – кількість електрики.

Другий закон. Однакові кількості електрики виділяють на електродах при електролізі еквівалентні кількості речовини. Звідси – для виділення одного еквівалента будь-якої речовини необхідно витратити однакову кількість електрики (F) – 96500 Кл чи 26,8 А∙год

З закону Фарадея випливає рівняння:

m = ,

де m – маса речовини, г:

J – сила струму, А:

Е – хімічний еквівалент речовини.

Якщо необхідно визначити обсяг газу, що виділився при електролізі на електродах, то для розрахунків беруть об'ємний еквівалент газу. Наприклад, об'ємний еквівалент кисню дорівнює 5,6 л, а

.

 

 

1.2 Проведення дослідів

 

Дослід 1. Електроліз водного розчину CuCl2.

У скляний електролізер налити розчин CuCl2 , занурити в нього зачищені електроди та підключити систему до джерела постійного струму. Спостерігати виділення продуктів електролізу на катоді та аноді. Записати рівняння електродних процесів.

 









ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры...

Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Что вызывает тренды на фондовых и товарных рынках Объяснение теории грузового поезда Первые 17 лет моих рыночных исследований сводились к попыткам вычис­лить, когда этот...

Что делать, если нет взаимности? А теперь спустимся с небес на землю. Приземлились? Продолжаем разговор...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.