Консультации Портала - Консультация #190692

Задать вопрос Консультации Пользователи Форум

Задать вопрос экспертам

Консультация № 190692

14.03.2017, 07:57

0.00 руб.

0 1 1

Образование

Здравствуйте! Прошу помощи в следующем вопросе:

Вычислите силу тока, зная, что при электролизе раствора фторида натрия в течение 1 ч 15 мин 20 сек на катоде выделилось 0,56 л водорода. Какое вещество и в каком количестве выделится на аноде? Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Обсуждение

давно

Гордиенко Андрей Владимирович

Мастер-Эксперт
17387
18345

21.03.2017, 09:16

общий

это ответ

Здравствуйте, nikita9581!

Согласно закону Фарадея, масса электролита, подвергшаяся превращению при электролизе, а также массы образующихся на электроде веществ прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшего через раствор или расплав электролита, и эквивалентным массам соответствующих веществ. Это записывается следующим уравнением

m=ЭIt/F, (1)

где m - масса образовавшегося или подвергшегося превращению вещества; Э - его эквивалентная масса; I - сила тока; F=96485 Кл/моль - постоянная Фарадея, то есть количество электричества, необходимое для электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

При вычислении объёмов выделившихся газов уравнение закона Фарадея записывают так:

V=V_эIt/F, (2)

где V - объём выделившегося газа, л; V_э - его эквивалентный объём, л/моль.

Из формулы (2) получим

I=VF/(V_эt). (2)

По условию задачи t=1 ч. 15 мин. 20 с=1*3600+15*60+20=4520 (с). Эквивалентный объём водорода при нормальных условиях V_э=11,2 л/моль. После подстановки в формулу (2) числовых значений величин получим

I=0,56*96485/(11,2*4520)[$8776$]1,07 (А) - сила тока.

В данном случае в электролизе участвуют молекулы воды. Тогда, как указано здесь, катионы Na⁺ не восстанавливаются, вместо них на катоде восстанавливаются молекулы воды в соответствии с уравнением

2Н[sub]2[/sub]О+2е=Н[sub]2[/sub]+2ОН[sup]–[/sup].

Анионы фтора F^- не окисляются, вместо них на аноде окисляются молекулы воды в соответствии с уравнением

2H[sub]2[/sub]O–4ē=O[sub]2[/sub]+4H[sup]+[/sup].

Для получения общего уравнения электролиза сложим уравнения катодного и анодного процессов с учетом коэффициентов электронного баланса. Получим

6H₂O=2H₂+4OH^–+O₂+4H⁺.

Как я понимаю, катионы водорода и гидроксид-анионы в одном растворе в значительных количествах сосуществовать не могут: они взаимодействуют, образуя воду (H⁺+OH^-=H₂O). После приведения подобных слагаемых получаем окончательное общее уравнение электролиза

2H[sub]2[/sub]O=2H[sub]2[/sub]+O[sub]2[/sub].

Итак, на аноде выделяется кислород, причём объём выделившегося кислорода в два раза меньше, чем объём выделившегося водорода. Значит, на аноде выделится 0,28 л кислорода.

Об авторе:
Facta loquuntur.

Форма ответа

Отправка постов/ответов доступна только зарегистрированным и подтвержденным пользователям.

Если Вы уже зарегистрированы на Портале - войдите в систему, если Вы еще не регистрировались - пройдите простую процедуру регистрации.