Закон: массы веществ, выделившихся на электродах прямопропорциональны количеству электричества (Q), прошедшего через раствор или расплав электролита

m =k ^. Q; Q=I·t;

Q-количество электричества, А ^. с;

I-сила тока, А;

t-время,с,ч;

k - электрохимический эквивалент, г/Кл.

Масса вещества, выделившегося при прохождении через электролит одного кулона электричества, называется электрохимическим эквивалентом

; где

m – масса вещества, г;

V – объем вещества, л;

М_э – молярная масса эквивалента, г/моль;

V_э - эквивалентный объем, л/моль;

F – число Фарадея 96500 Кл/моль, 26,8 А·ч/моль.

II закон: при прохождении через различные электролиты одинакового количества электричества на электродах выделяются массы веществ, пропорционально молярным массам их эквивалентов (химические эквиваленты пропорциональны электрохимическим).

Вследствие протекания побочных процессов на электродах, образуется реально меньшее количество вещества, чем теоретически рассчитанное по вышеуказанной формуле. Для характеристики истинного количества вещества, выделяющегося на электродах, введено понятие выход по току (h).

.

Задача. Составить схему электролиза раствора сульфата натрия. Написать уравнения катодного и анодного процессов, рассчитать количество образовавшихся при электролизе веществ (для газообразных – объем), если выход по току 70%, а через раствор пропускали ток силой 2А в течение 10 минут.

Сульфат натрия в растворе диссоциирует

Na₂SO₄ ↔ 2Na⁺ + SO₄^2-

H₂O

На катоде идет восстановление тех частиц, потенциал которых больше,

поэтому на катоде будет восстанавливаться вода по схеме:

К^-: 2НОН + 2ē → Н₂↑ + 2ОН ^-

к аноду направляются ионы SO₄^2- и H₂O.

На аноде окисляются те частицы, електрдный потенциал которых имеет меньшее значение,

, поэтому будет идти окисление воды по схеме:

А ⁺: 2Н₂О - 4ē → О₂ + 4Н⁺.

Суммарное уравнение электролиза Na₂SO₄

2Na₂SO₄ + 6H₂O 2H₂ + 4NaOH + O₂ + 2H₂SO₄

на катоде у катода на аноде у анода

По закону Фарадея рассчитаем объемы V(Н₂), V(О₂) и массы m (NaOH), m (H₂SO₄), зная, что выход по току (ή) составляет 70%.

определяем по второму закону Фарадея:

Дата добавления: 2014-11-29