Главная Вход в систему Регистрация
Задать вопрос Консультации Пользователи Форум
О системе Помощь
Задать вопрос экспертам
Консультация № 178119
30.04.2010, 14:29
35.95 руб.
0 7 1
Образование
Доброго времени суток, уважаемые эксперты!
Прошу вашей помощи в решении следующей задачи.
Задача.

Составьте схемы электролиза растворов веществ (на угольных анодах): NaNO[sub]3[/sub]; SnCl[sub]2[/sub]. Какое соединение образуется на катоде при электролизе нитрата калия? Найдите его массу, если электролиз протекал 2 часа с силой тока 100 А.

Заранее спасибо.

Обсуждение

Неизвестный
01.05.2010, 04:27
общий
это ответ
Здравствуйте, Botsman.
Общая схема электролиза NaNO3 выглядит следующим образом: Реакция восстановления у катода
2H2O + 2ē = H2 + 2OH- (NaOH)
Реакция окисления у анода
2H2O – 4 ē = O2 + 4 H+ (HNO3)
В результате процесса диссоциации водный раствор NaNO3 при рН = 7 содержит ионы Na+, NO3-, H+ и ОН-. Так как в этих условиях ионы Na+ (E0 = -2,714 В) разряжаются труднее, чем ионы Н+ (Е0 = —0,41 В), а ионы NO3- (Е0 =-0,12 В) труднее, чем ионы ОН- (Е0 = +0,82 В), то при пропускании электрического тока у катода будут восстанавливаться ионы водорода, у анода — окисляться гидроксидные группы, т.е. фактически будет протекать электролиз воды. В то же время, вследствие разряда водородных и гидроксидных ионов воды и непрерывного перемещения ионов Na+ к катоду, а ионов NO3- к аноду, у катода образуется раствор гидроксида натрия, а у анода — раствор азотной кислоты
2. Хлорид олова находится в растворе в виде ионов Sn2+ и Cl-. При пропускании тока ионы Sn2+ передвигаются к катоду, ионы Cl — к аноду. Но так как олово стоит в ряду напряжений раньше водорода, то у катода разряжаются не ионы Sn2+ (Е0 = -0,133 В), а ионы водорода, образовавшиеся при диссоциации (разложении) воды. Таким образом, у катода выделяется газообразный водород. По мере разряда ионов водорода диссоциируют все новые молекулы воды, вследствие чего у катода накапливаются гидроксидные ионы, освобождающиеся из молекул воды, а также ионы Sn2+ непрерывно перемещающиеся к катоду. У анода происходит выделение хлора (Е0 = 1,359 В), так как ионы Cl- на аноде окисляются легче, чем происходит разложение воды при рН = 7
Реакция восстановления у катода
2H2O + 2ē = H2 + 2OH-
Реакция окисления у анода
2Cl- - 2ē = Cl2
3. При электролизе нитрата калия на катоде образуется гидроксид калия
Реакция восстановления у катода
2H2O + 2ē = H2 + 2OH- (KOH)
Массу вещества, образующегося при электролизе найдем с помощью закона Фарадея m = I*t*Mэ/F
где m — масса восстановленного или окисленного вещества (г);
I—сила пропускаемого тока (А);
t— время электролиза (с);
Мэ — молярная масса эквивалентов вещества (г/моль);
F— постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).
Молярная масса эквивалента гидроксида калия равна 56 г/моль
2 часа равны 2*60*60= 7200 с
m= 100*7200*56/96500 = 417,82 г
5
Спасибо!
давно
Roman Chaplinsky / Химик CH
Модератор
156417
2175
01.05.2010, 11:23
общий
Himoza:
2)
у катода разряжаются не ионы Sn2+ (Е0 = -0,133 В), а ионы водорода, образовавшиеся при диссоциации (разложении) воды

В кислой среде да, но в нейтральной (сами же пишете в предыдущей части ответа)
Н+ (Е0 = —0,41 В)

Что-то мне подсказывает, что должен востанавливаться металл.

3)
При электролизе нитрата калия на катоде образуется гидроксид калия

Это чем же надо разделить катодное и андной пространства, чтобы получить отдельно щёлочь и кислоту?
Что-то мне кажется, что в задаче спрашивается про водород.
Неизвестный
01.05.2010, 12:04
общий
Химик CH:
Видимо слова "найти массу" меня дезориентировали. Все можно поправить.
Найдем массу водорода по этой же формуле. Эквивалент водорода равен 1 г. Тогда масса продукта на катоде равна 7,46 г.
(кстати в некоторых задачниках для нехимических специальностей все продукты просят рассчитать)
давно
Roman Chaplinsky / Химик CH
Модератор
156417
2175
01.05.2010, 14:16
общий
Himoza:
Массу KOH можно было бы подсчитать, если бы электролизовали КCl. А так гидроксиды, образующиеся на катоде, нейтрализуются протонами, образующимеся на аноде.
Неизвестный
04.05.2010, 10:01
общий
Himoza:
Доброго времени суток.
Что-то я совсем запутался, что и где нужно поменять в вашем ответе :((
Не могли бы вы заново выложить в этом мини-форуме ваш ответ или же его измененную часть?
Неизвестный
04.05.2010, 10:25
общий
Botsman:
Первая часть без изменений
2. Хлорид олова находится в растворе в виде ионов Sn2+ и Cl-. При пропускании тока ионы Sn2+ передвигаются к катоду, ионы Cl — к аноду. В нейтральной среде у катода разряжаются ионы Sn2+ (Е0 = -0,133 В). У анода происходит выделение хлора (Е0 = 1,359 В), так как ионы Cl- на аноде окисляются легче, чем происходит разложение воды при рН = 7
Реакция восстановления у катода
Sn2+ + 2e = Sn
Реакция окисления у анода
2Cl- - 2ē = Cl2
3. При электролизе нитрата калия на катоде образуется газообразный водород
Реакция восстановления у катода
2H2O + 2ē = H2 + 2OH- (KOH)
Массу вещества, образующегося при электролизе найдем с помощью закона Фарадея m = I*t*Mэ/F
где m — масса восстановленного или окисленного вещества (г);
I—сила пропускаемого тока (А);
t— время электролиза (с);
Мэ — молярная масса эквивалентов вещества (г/моль);
F— постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).
Молярная масса эквивалента водорода равна 1 г/моль
2 часа равны 2*60*60= 7200 с
m= 100*7200*1/96500 = 7,46 г
Прошу прощения за допущенные неточности. Видимо отвлеклась на свое, на девичье... Нам, блондинкам, иногда и помечтать хочеться..
Неизвестный
04.05.2010, 11:02
общий
Himoza:
Это вам спасибо огромное.
Вы мне очень помогли!!!
Форма ответа