Анодные процессы в водных растворах солей

Анод Кислотный остаток (Асm-)
бескислородный кислородсодержащий
Растворимый Окисление металла (анода) Me0 - n ē = Men+ анод р-р
Нерастворимый Окисление аниона (кроме фторидов) Асm- - m ē = Ас0 В щелочной среде: 4ОН- - 4ē = О2↑+ 4H2O В кислой и нейтральной среде: 2H2O - 4ē = О2↑+ 4H+
       

Пример: Электролиз расплава сульфата натрия

Na2SO4 ↔ 2 Na+ + SO42-

Анодные процессы в водных растворах солей - student2.ru К(-) Na+ + ē = Na0 4

Анодные процессы в водных растворах солей - student2.ru А(+) 2SO42- - 4ē = 2SO3 + O2 1

4Na+ + 2SO42- = 4Na0 + 2SO3 + O2

2 Na2SO4 = 4Na0 + 2SO3 + O2

Пример: Электролиз раствора хлорида калия (анод нерастворимый)

KCl ↔ K+ + Cl-

K(-) 2H2O + 2 ē = H2↑+ 2OH-

Анодные процессы в водных растворах солей - student2.ru А(+) 2Cl- - 2ē = Cl20

2H2O + 2Cl- = H2↑+ 2OH- + Cl20

2 KCl +2H2O = H2↑+ 2KOH- + Cl20

Пример: Электролиз раствора хлорида цинка (анод нерастворимый)

ZnCl2 ↔ Zn2+ +2Cl-

K(-) Zn2+ + 2ē = Zn0

2H2O + 2 ē = H2↑+ 2OH-

А(+) 2Cl- - 2ē = Cl20

Суммарное уравнение реакции в данном примере написать нельзя, так как неизвестно, какая часть общего количества электричества идет на восстановление воды, а какая – на восстановление ионов цинка.

Пример: Электролиз раствора сульфата меди (анод нерастворимый)

CuSO4 ↔ Cu2+ + SO42-

Анодные процессы в водных растворах солей - student2.ru K(-) Cu2+ + 2ē = Cu0 2

Анодные процессы в водных растворах солей - student2.ru А(+) 2H2O - 4ē = О2↑+ 4H+ 1

2Cu2+ +2H2O = 2Cu0+ О2↑+ 4H+

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu0 + О2↑+2H2SO4

Пример: Электролиз раствора нитрата серебра (анод растворимый – из серебра)

AgNO3↔Ag+ + NO3-

K(-) Ag+ + ē = Ag 0

А(+)Ag 0 – ē = Ag+

Составить молекулярное уравнение электролиза раствора нитрата серебра с растворимым анодом невозможно. Это означает, что электролиз раствора нитрата серебра сводится к переносу серебра с анода на катод.

Экспериментальная часть

Общие требования. В опытах № 1- 4 написать уравнения анодного и катодного процессов, протекающих на электродах. Отметить изменения окраски растворов. В опытах № 3 и 4 наблюдать выделение меди на катоде и окисление – на аноде (в опыте № 4).

Опыт № 1. Электролиз раствора хлорида натрия.

В электролизер налить раствор хлорида натрия, добавить фенолфталеин в оба колена, опустить графитовые электроды и подключить прибор к источнику тока. Отметить изменения цвета у катода и анода, наблюдать выделение хлора в анодном пространстве и водорода и щелочи – в катодном.

Опыт № 2. Электролиз раствора сульфата натрия.

В электролизер налить раствор сульфата натрия, добавить 3-4 капли лакмуса, опустить графитовые электроды и подключить прибор к источнику тока. Отметить изменения цвета у катода и анода. Иметь в виду, что в кислой среде лакмус окрашивает раствор в розовый цвет, а в щелочной – в синий.

Опыт № 3. Электролиз раствора сульфата меди (с нерастворимым анодом).

В электролизер налить раствор сульфата меди, опустить графитовые электроды и подключить прибор к источнику тока. Наблюдать процессы, происходящие на катоде и аноде.

Опыт № 4. Электролиз раствора сульфата меди (с растворимым анодом).

Не отключая электролизер от источника тока (опыт № 3), поменять местами электроды в коленях электролизера, вследствие чего электрод, покрывшийся вначале медью, окажется анодом. Какое вещество выделяется на катоде? Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата меди с медным анодом.

Вопросы к защите лабораторной работы

1. Чем отличается электролиз с нерастворимым анодом от электролиза с растворимым анодом?

2. Есть ли отличия при проведении электролиза раствора и расплава?

Ø Учебная литература: /1/, с. 284 - 291; /2/, с.207 - 213; /3/, с.285; /4/, с.293 - 298, /6/, с.183 -186

Наши рекомендации