Úkoly na téma elektrolýzy. Elektrolýza tavenin a roztoků

Elektrolýza tavenin a roztoků (soli, alkálie)

Pokud snižujete elektrody do roztoku nebo taveniny elektrolytu a přeskočte konstantní elektrický proud, pak se ionty budou pohybovat směrem k katipům (negativně nabitá elektroda), anionty do anody (pozitivně nabitá elektroda).

V katodě se kationty vezmou elektrony a obnovení, anionty jsou dány elektrony na anodě a oxidují. Tento proces se nazývá elektrolýza.

Elektrolýza je redoxní proces, který proudí na elektrodách, když je elektrický proud prošel taveninou nebo roztokem elektrolytu.

Elektrolýza roztavených solí

Zvažte proces elektrolýzy taveniny chloridu sodného. Tepelná disociace probíhá v tavenině:

$ NaCl → Na ^ (+) + cl ^ (-). $

Podle působení elektrického proudu kationtů $ NA ^ (+) $ Pohyb do katody a elektrony jsou převzaty z ní:

$ Na ^ (+) + ē → (NA) ↖ (0) $ (obnovení).

Anions $ CL ^ (-) $ Přesunout do anody a dát elektrony:

2CI 2CI ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) $ (oxidace).

Celkové procesy rovnice:

$ Na ^ (+) + ē → (NA) ↖ (0) | 2 $

2CI 2CI ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) | 1 $

$ 2NA ^ (+) + 2CI ^ (-) \u003d 2 (NA) ↖ (0) + (CL_2) ↖ (0) $

$ 2NACL (→) ↖ (text "Elektrolýza") 2NA + CL_2 $

Na katodě je vytvořen kovový sodík, plynný plynný plyn na anodě.

Hlavní věc je, že si musíte pamatovat: v procesu elektrolýzy v důsledku elektrické energie se provádí chemická reakcekteré nemůže jít spontánně.

Elektrolýza vodných roztoků elektrolytů

Více obtížný případ - elektrolýza elektrolytických roztoků.

V roztoku soli, kromě kovových iontů a kyselinových zbytků jsou přítomny molekuly vody. Při zvažování procesů na elektrodách je proto třeba vzít v úvahu jejich účast v elektrolýze.

Pro stanovení produktů elektrolýzy vodných roztoků elektrolytů existují následující pravidla:

1. Proces v katodě Nezávisí na materiálu, ze kterého je katoda vyrobena, ale na poloze kovu (elektrolytů) v elektrochemické řadě napětí, a pokud:

1.1. Elektrolytický kation je umístěn v řadě napětí na začátku řady $ Al $ inclusive, pak proces zotavení vody je v katodě (vodík je zvýrazněn $ n_2 $). Kovové kationty nejsou obnoveny, zůstávají v roztoku.

1.2. Elektrolytický kation je umístěn v řadě napětí mezi hliníkem a vodíkem, pak se na katodě obnovují kovové ionty a molekuly vody.

1.3. Elektrolytový kation je umístěn v řadě napětí po vodíku, kovová kationty jsou obnovena na katodě.

1.4. Řešení obsahuje kationty různé kovyNejprve jsem obnovil kovový kation stojící v řadě napětí vpravo.

Katodické procesy

2. Proces na anodězáleží na materiálu anody a na povaze aniontu.

Anodové procesy

2.1. Pokud anoda se rozpouští (železo, zinek, měď, stříbro a všechny kovy, které jsou oxidovány během elektrolýzy), pak kov anody je oxidován, navzdory povaze aniontu.

2.2. Pokud anoda se nerozpustí (Nazývá se inertní - grafit, zlato, platina), pak:

a) s elektrolytickými roztoky solí beatless kyseliny (kromě fluoridu) Probíhá proces aniontu oxidace na anodě;

b) s elektrolytickými roztoky solí kyseliny a fluoridy obsahující kyslík Na anodě je proces oxidace vody ($ O_2 je přidělen). Anionty nejsou oxidovány, zůstávají v roztoku;

c) anionty jejich schopností oxidování jsou v následujícím pořadí:

Zkusme tyto pravidla aplikovat v konkrétních situacích.

Zvažte elektrolýzu roztoku chloridu sodného v případě, že anoda je nerozpustná a pokud je anoda rozpustná.

1) Anoda nerozpustný (například grafit).

Řešením je proces electrolytické disociace:

Celková rovnice:

$ 2H_2O + 2CI ^ (-) \u003d H_2 + CL_2 + 2OH ^ (-) $.

S ohledem na přítomnost iontů $ na ^ (+) $ v řešení, tvoří molekulární rovnice:

2) Anoda rozpustný (například měď):

$ Nacl \u003d na ^ (+) + cl ^ (-) $.

Pokud je anoda rozpustná, pak bude kov anody oxidován:

$ Cu ^ (0) -2ē \u003d cu ^ (2 +) $.

Kationty $ cu ^ (2 +) $ jsou v řadě stresu po ($ n ^ (+) $), budou obnoveny na katodě.

Koncentrace $ NaCL $ se nezmění v řešení.

Zvažte elektrolýzu roztoku sulfátu měďnatého (II) nerozpustná anoda:

$ Cu ^ (2 +) + 2ē \u003d cu ^ (0) | 2 $

$ 2H_2O-4E \u003d O_2 + 4H ^ (+) | $ 1

Celková iontová rovnice:

$ 2CU ^ (2 +) + 2H_2O \u003d 2CU ^ (0) + o_2 + 4h ^ (+) $

Celková molekulární rovnice s přihlédnutím k přítomnosti aniontů $ SO_4 ^ (2 -) $ v řešení:

Zvažte elektrolýzu roztoku hydroxidu draselného nerozpustná anoda:

$ 2H_2O + 2E \u003d H_2 + 2OH ^ (-) | $ 2

$ 4OH ^ (-) - 4ē \u003d O_2 + 2H_2O | 1 $

Celková iontová rovnice:

$ 4H_2O + 4OH ^ (-) \u003d 2H_2 + 4OH ^ (-) + o_2 + 2H_2O $

Celková molekulární rovnice:

$ 2H_2O (→) ↖ (text "elektrolýza") 2H_2 + o_2 $

V tento případUkázalo se, že probíhá pouze elektrolýza vody. Získáme podobný výsledek a v případě elektrolýzy řešení $ H_2SO_4, NANO_3, K_2SO_4 $, atd.

Elektrolýza tavenin a roztoků látek je široce používána v průmyslu:

Pro kovy (hliník, hořčík, sodík, kadmium se získá elektrolýzou).
Pro získání vodíku, halogenu, alkálisu.
Pro čištění kovů - rafinace (čisticí měď, nikl, vedení se provádí s elektrochemickou metodou).
K ochraně kovů z koroze (chrom, nikl, měď, stříbro, zlato) - galvanotegie.
Pro kovové kopie, talíře - elektrotyp.

Co je elektrolýza? Pro jednodušší pochopení odpovědi na tuto otázku, pojme si představit jakýkoliv zdroj přímého proudu. Každý zdroj DC může vždy najít pozitivní a negativní pól:

Připojte dva chemicky odolné elektricky vodivé desky, které volají elektrody. Deska připojená k kladnému pólu se nazývá anoda a do negativní katody:

Chlorid sodný je elektrolyt, během roztavení, disociace na sodícové kationty a chloridové ionty:

NaCl \u003d Na + + Cl -

Je zřejmé, že nabité negativní anionty chloru půjdou na pozitivně nabitou elektrodu - anodu, a pozitivně nabité na + kationty půjdou na záporně nabitou elektrodu - katodu. Výsledkem je, že na + kationty a CL anionty jsou vypouštěny, to znamená, že se stanou neutrálními atomy. Vypouštění se vyskytuje nákup elektronů v případě iontů NA + a ztráta elektronů v případě iontů CL. To znamená, že proces probíhá na katodě:

Na + + 1E - \u003d Na 0,

A na anodě:

Cl - - 1E - \u003d cl

Protože každý atom chloru má nerentabilní elektron, jediná existence z nich je nerentabilní a atomy chloru se spojí do molekuly dvou atomů chloru:

Cl ∙ + ∙ cl \u003d cl 2

Celkový proces tedy proces teče na anodě je správně zaznamenán:

2CI - - 2E - \u003d Cl 2

To je, máme:

Katoda: Na + + 1E - \u003d Na 0

Anoda: 2CI - - 2E - \u003d Cl 2

Přiveďme se elektronická rovnováha:

Na + + 1E - \u003d Na 0 | ∙ 2

2CI - - 2E - \u003d CL 2 | ∙ 1<

Pohybující se levé a pravé části obou rovnic keraceDostaneme:

2NA + + 2E - + 2CI - - 2E - \u003d 2NA 0 + Cl 2

Snížíme obě elektrony stejným způsobem, jak se to provádí v algebře, získáme iontovou elektrolýzu rovnice:

2NACL (g.) \u003d\u003e 2NA + Cl 2

Výše uvedený případ je nejjednodušší případ z teoretického hlediska, protože tavenina chloridu sodného z pozitivně nabitých iontů byly pouze sodné ionty a z negativních chlorových aniontů.

Jinými slovy, žádný z Na + kationtů, ani v aniontech CL - pro katodu nebyly žádné "konkurenty" pro katodu a anodu.

A co se stane například, pokud místo taveniny chloridu sodného přeskočit svým vodným roztokem? V tomto případě je pozorováno disociace chloridu sodného, \u200b\u200bale stává se nemožné pro tvorbu kovového sodíku ve vodném roztoku. Koneckonců, víme, že sodík je reprezentantem alkalických kovů - extrémně aktivního kovu, který reaguje s vodou je velmi násilně. Pokud není sodík schopna v takových podmínkách zotavit, co pak bude obnoveno v katodě?

Pamatujte si strukturu molekuly vody. Je dipól, to je, že má negativní a pozitivní póly:

Je to způsobeno tímto vlastnictvím, je schopen "ripování" jak povrch katody, tak povrch anody:

V tomto případě mohou nastat procesy:

2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2

2H20 - 4E - \u003d O 2 + 4H +

Ukazuje se tedy, že pokud budeme zvažovat řešení jakéhokoliv elektrolytu, uvidíme, že kationty a anionty vytvořené během disociace elektrolytu soutěží s molekulami vody pro regeneraci katody a oxidace na anodě.

Jaké postupy se stanou na katodě a na anodě? Vypuštění iontů vytvořených během disociace elektrolytu nebo oxidace / restaurování molekul vody? Nebo možná všechny uvedené procesy se stanou současně?

V závislosti na typu elektrolytu jsou v průběhu elektrolýzy jeho vodného roztoku možné různé situace. Například kationty alkalických kovů alkalických zemin, hliníku a hořčíku nejsou prostě schopny se zotavit ve vodném médiu, protože by mělo být získáno, alkalické, kovy alkalických zemin, hliníku nebo hořčíku, kovy alkalických zemin, hliníku nebo hořčíku, tj . Voda reagujících kovů.

V tomto případě je možné pouze restaurování molekul vody na katodě.

Nezapomeňte, jaký proces proudí v katodě při elektrolýze roztoku jakéhokoli elektrolytu, může následovat následující principy:

1) Pokud se elektrolyt skládá z kovu, který ve volném stavu za normálních podmínek reaguje s vodou, katoda je zpracována:

2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2

To platí pro kovy na začátku řady ALC aktivity inkluzivní.

2) Pokud se elektrolyt skládá z kovového kationtu, který nereaguje ve volné formě s vodou, ale reaguje s non-kyselými kyselinami, existují dvě procesy jako obnovení kovových kationtů a molekul vody:

Mě n + + ne \u003d mě 0

Tyto kovy zahrnují kovy, které jsou mezi al a n v řadě činnosti.

3) Pokud se elektrolyt skládá z vodíkových kationtů (kyselin) nebo kovových kationtů, které nereagují s kyselými kyselinami - obnovena pouze elektrolytická kationty:

2N + + 2E - \u003d H 2 - v případě kyseliny

Mě n + + ne \u003d me 0 - v případě soli

Na anodě mezitím je situace následující:

1) Pokud elektrolyt obsahuje anionty zbytků bez kyslíku (kromě F -), pak je anoda způsob jejich oxidace, molekuly vody nejsou oxidovány. Například:

2SL - - 2E \u003d Cl 2

S 2- - 2E \u003d s o

Fluoridové ionty nejsou oxidovány na anodě, protože fluor není schopen se tvořit ve vodném roztoku (reaguje s vodou)

2) Pokud elektrolyyt obsahuje hydroxidové ionty (alkálie), jsou oxidovány místo molekul vody:

4On - - 4E - \u003d 2H 2 O + O 2

3) Pokud elektrolyt obsahuje zbytek kyselého kyslíku (s výjimkou zbytků organických kyselin) nebo fluorid-ion (F -) na anodě je způsob oxidace molekul vody:

2H20 - 4E - \u003d O 2 + 4H +

4) V případě kyselého zbytku karboxylové kyseliny na anodě je proces:

2RCOO - - 2E - \u003d R-R + 2CO 2

Pojďme zaznamenávat ekvalýze rovnice pro různé situace:

Příklad №1

Napište rovnice procesů vyskytujících se na katodě a anodě s elektrolýzou taveniny chloridu zinečnatého, stejně jako obecná rovnice elektrolýza.

Rozhodnutí

Při molném chloridu zinečnatého dochází ke své disociaci:

ZNCL 2 \u003d Zn 2+ + 2Cl -

Dále by mělo být věnováno skutečnosti, že elektrolýza je tavenina chloridu zinečnatého, a ne vodným roztokem. Jinými slovy, bez možností, může dojít pouze obnovení zinek kationtů na katodě a oxidace chloridových iontů na anodě. Neexistují žádné molekuly vody:

Katoda: Zn 2+ + 2E - \u003d Zn 0 | ∙ 1

Anoda: 2Cl - - 2E - \u003d Cl 2 | ∙ 1

ZNCL 2 \u003d Zn + Cl 2

Příklad číslo 2.

Napište rovnice procesů tekoucí na katodu a anodě s elektrolýzou vodného roztoku chloridu zinečnatého, stejně jako obecná elektrolytická rovnice.

Vzhledem k tomu, že v tomto případě je vodný roztok podroben elektrolýze, pak v elektrolýze, teoreticky se mohou zúčastnit molekuly vody. Vzhledem k tomu, zinek se nachází v řadě aktivity mezi al a It, to znamená, že katoda se objeví jak obnovení zinekových kationtů a molekul vody.

2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Zn 2+ + 2E - \u003d Zn 0

Chloridový iont je kyselý zbytek kyseliny kyslíkové kyseliny HCl, takže v soutěži o oxidaci na iontech anoda chloridu "vyhrála" ve vodě molekuly:

2CI - - 2E - \u003d Cl 2

V tomto konkrétním případě nemůže být napsána celková rovnice elektrolýzy, protože je neznámý poměrem mezi vodíkem a zinkem uvolněným na katodě.

Příklad číslo 3.

Napište rovnice procesů katody a anodu s elektrolýzou vodného roztoku dusičnanu mědi, stejně jako obecná elektrolýza rovnice.

Dusičnan mědi v řešení je v predisovaném stavu:

Cu (č. 3) 2 \u003d Cu 2+ + 2NO 3 -

Měď je v řadě aktivity vpravo od vodíku, to znamená, že kationty mědi budou získány na katodě:

Cu 2+ + 2E - \u003d CU 0

Zbytek kyselého obsahujícího dusičnany ne 3 - - obsahující kyslík obsahující, znamená to, že v oxidaci na anodových dusičnanových iontech "ztratit" v soutěži molekul vody:

2H20 - 4E - \u003d O 2 + 4H +

Takto:

Katoda: cu 2+ + 2E - \u003d cu 0 | ∙ 2

2CU 2+ + 2H20 \u003d 2CU 0 + O 2 + 4H +

Získaná rovnice v důsledku přidávání je elektrolýza iontová rovnice. Pro získání kompletní molekulární elektrolytické rovnice přidejte 4 iontové dusičnany na levou a pravou stranu přijatého iontová rovnice Jako protiionty. Pak se dostaneme:

2CU (č. 3) 2 + 2H20 \u003d 2CU 0 + O 2 + 4HNO 3

Příklad číslo 4.

Napište rovnice procesů vyskytujících se v katodě a anodě s elektrolýzou vodného roztoku octanu draselného, \u200b\u200bstejně jako obecná elektrolýza rovnice.

Rozhodnutí:

Acetát draselného ve vodném roztoku disociuje ionty draselného a acetátu:

CH 3 COPS \u003d CH3 SOO - + K +

Draslík je alkalický kov. Nachází se v řadě elektrochemické řady napětí na samém počátku. To znamená, že jeho kationty nejsou schopny vypouštět v katodě. Molekuly vody budou obnoveny místo toho:

2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Jak již bylo uvedeno výše, zbytky kyselin karboxylové kyseliny "Vyhrajte" v soutěži o oxidaci ve vodě molekuly na anodě:

2 SO 3 SO - - 2E - \u003d CH 3 -CH 3 + 2CO 2

Tak, sčítáním elektronické rovnováhy a skládání dvou rovnicemi polodrůstat na katodě a anodě dostaneme:

Katoda: 2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2 | ∙ 1

Anoda: 2CH3 SOO - - 2E - \u003d CH3 -CH3 + 2CO 2 | ∙ 1

2H20 + 2CH 3 SOO - \u003d 2OH - + H 2 + CH3 -CH3 + 2CO 2

Získali jsme kompletní elektrolytickou rovnici v iontové formě. Přidáním dvou draselných iontů na levou a pravou část rovnice a vyřešena s protiionty, získáme kompletní elektrolýzní rovnici v molekulární formě:

2H20 + 2 COO \u003d 2KOH + H 2 + CH3 -CH3 + 2CO 2

Příklad číslo 5.

Napište rovnice procesů vyskytujících se v katodě a anodě s elektrolýzou vodného roztoku kyseliny sírové, stejně jako obecná elektrolýza rovnice.

Kyselina sírová Disociace při kationtech vodíku a sulfátových iontů:

H 2 SO 4 \u003d 2H + + SO 4 2-

Katoda nastane na kationtu vodíku H + a na anodové oxidaci molekul vody, protože síranové ionty jsou zbytky obsahující kyslík obsahující:

Katoda: 2N + + 2E - \u003d h 2 | ∙ 2

Anoda: 2H20 - 4E - \u003d O 2 + 4H + | ∙ 1

4N + + 2H20 \u003d 2H 2 + O 2 + 4H +

Snížené vodíkové ionty v levé a pravé a levé části rovnice získáme rovnici elektrolýzy vodného roztoku kyseliny sírové:

2H20 \u003d 2H 2 + O 2

Jak vidíte, elektrolýza vodného roztoku kyseliny sírové se sníží na elektrolýzu vody.

Příklad číslo 6.

Napište rovnice procesů vyskytujících se v katodě a anodě s elektrolýzou vodného roztoku hydroxidu sodného, \u200b\u200bjakož i celkové elektrolýzy rovnice.

Disociace hydroxidu sodného:

NaOH \u003d NA + + OH -

Na katodě budou obnoveny pouze molekuly vody, protože sodík je vysoce aktivní kov, pouze hydroxidové ionty na anodě:

Katoda: 2H20 + 2E - \u003d 2OH - + H 2 | ∙ 2

Anoda: 4OH - - 4E - \u003d O 2 + 2H 2 o | ∙ 1

4H20 + 4OH - \u003d 4OH - + 2H 2 + O 2 + 2H20

Snižujeme dvě molekuly vody na levé a pravé a 4 hydroxidové ionty a přicházejí k tomu, že jako v případě kyseliny sírové se elektrolýza vodného roztoku hydroxidu sodného sníží na elektrolýzu vody.

Zpět vpřed

Pozornost! Náhled snímků se používají výhradně pro informační účely a nemusí poskytovat představy o všech schopnostech prezentace. Máte-li zájem o tuto práci, stáhněte si plnou verzi.

Výsledky EME Ukažte, že úkoly na téma "Elektrolýza" pro absolventy zůstávají složité. V Školní program Studium tohoto tématu je poskytnuta nedostatečný počet hodin. Proto při přípravě školníků ke zkoušce je nutné tuto otázku prozkoumat ve velmi podrobném. Znalost základů elektrochemie pomůže absolventovi úspěšně absolvovat zkoušku a pokračovat ve vzdělávání ve vyšší vzdělávací instituci. Pro studium tématu "Elektrolýza" je třeba konat přípravné práce S absolventy EGE: - zvážit definování základních pojmů v tématu "elektrolýza"; - analýza procesu elektrolýzy roztoků tavenin a elektrolytů; - konsolidovat pravidla pro obnovení kationtů na katodu a oxidaci aniontů na anodě (Úloha molekul vody během elektrolýzy roztoků); - formační dovednosti, aby se rovnice procesu elektrolýzy (katody a anodové procesy); - Naučte studenty, aby provedli typické úkoly základní úroveň (úkoly), zvýšené a vysoká úroveň potíže. Elektrolýza - Proces redox tekoucí v roztokech a roztavení elektrolytů během průchodu přímého elektrického proudu. V roztoku nebo taveniny elektrolyte dochází k disociaci iontů. Když je elektrický proud zapnutý, může dojít ke směru a na povrch elektrod redoxní procesy. Anoda - Pozitivní elektroda, jde oxidační procesy.

Katoda je negativní elektroda, tam jsou procesy zotavení na něm.

Elektrolýza tavenin Používá se k získání aktivních kovů umístěných v řadě napětí na hliník (včetně).

Elektrolýza chloridu sodného

K (-) Na + + 1E -\u003e Na 0

A (+) 2Cl - - 2E -\u003e CL 2 0

2NACL (E-mail) -\u003e 2NA + Cl 2 (pouze s elektrolýzou taveniny).

Hliník se získává elektrolýzou roztoku oxidu hlinitého v roztaveném kryolitu (Na 3 ALF 6).

20 2 O 3 (E-mail) -\u003e 4al + 3o 2

K (-) al 3+ + 3E ~ -\u003e al

A (+) 2O 2 ~ -2E ~ -\u003e o 2

Elektrolýza roztaveného hydroxidu draselného.

KOH-\u003e K + + OH ~

K (-) K + + 1E -\u003e K 0

A (+) 4OH - - 4E -\u003e O 2 0 + 2N 2

4KOH (E-mail) -\u003e 4K 0 + O 2 0 + 2N 2 o

Elektrolýza vodných roztoků je složitější, protože molekuly vody mohou být v tomto případě obnoveny na elektrodách.

Elektrolýza vodných roztoků solí Kompložitnější z důvodu možná účasti v elektrodových procesech molekul vody na katodě a na anodě.

Elektrolýza pravidla ve vodných roztocích.

V katodě:

1. kationty, umístěná v řadě kovy napětí z lithia na hliník (včetně), jakož i kationtů Nn 4 +. Neotevírejte, molekuly vody jsou namísto toho obnoveny:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

2. kationty, umístěná v řadě napětí po hliníku na vodík, mohou být získány společně s molekulami vody:

2N 2 O + 2E-> H 2 + 2H -

Zn 2+ + 2E-> Zn 0.

3. kationty, umístěná v řadě napětí po vodíku, jsou zcela obnoveny: AG + + 1E-> AG 0.

4. Vodíkové ionty jsou obnoveny v kyselých řešeních: 2N + + 2E-> H 2.

Na anodě:

1. anionty obsahující kyslík a F - - Neoxidujte, molekuly vody se namísto toho oxidují:

2N 2 O - 4E-> O 2 + 4N +

2. The See of Síra, jod, brom, chlor (v této sekvenci) jsou oxidovány na jednoduché látky:

2SL - - 2E-> Klenot 2 0 s 2- - 2E-> S 0.

3. Hydroxidové ionty jsou oxidovány v alkálových řešeních:

4On - - 4E-> O 2 + 2N 2 o

4. ANICE jsou oxidovány v roztokech karboxylových solí:

2 r - soo - 2E-> R - R + 2SO 2

5. Při použití rozpustných anodů, elektrony do vnějšího řetězce vysílá samotnou anodu kvůli oxidaci kovových atomů, ze kterých je anoda provedena:

Cu 0 - 2e-> Cu 2+.

Příklady elektrolýzačních procesů ve vodných roztokech elektrolytů

Příklad 1.K 2 SO 4 -\u003e 2K + + SO 4 2-

K (-) 2H20 + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2H20 - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Obecná elektronická rovnice: 2H 2 O (E-mail) -\u003e 2 H 2 + O 2

Příklad 2. NaCl -\u003e Na + + CL ~

K (-) 2H20 + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2Cl - - 2E -\u003e CL 2 0

2NACL + 2H 2 O (E-mail) -\u003e H 2 + 2AOH + CL 2

Příklad 3. CU SO 4 -\u003e CU 2+ + SO 4-

K (-) cu 2+ + 2E ~ -\u003e cu

A (+) 2H20 - 4E ~ -\u003e O 2 + 4H +

Obecná rovnice elektrolýzy: 2 CU SO 4 + 2H20 (proud) -\u003e 2CU + O 2 + 2H 2 SO 4

Příklad 4. CH3 Coon-\u003e CH3 COO ~ + NA +

K (-) 2H20 + 2E ~ -\u003e H 2 + 2OH -

A (+) 2CH 3 COO ~ - 2E ~ -\u003e C 2 H 6 + 2CO 2

Obecná elektrolýza rovnice:

CH 3 Coona + 2H 2 O (E-mail) -\u003e H 2 + 2HAHC03 + C 2 H 6

Úkoly základní úrovně složitosti

Test na téma "Elektrolýza tavenin a roztoků solí. Řada kovových napětí. "

1. Kliknutím je jedním z elektrolýzních výrobků ve vodném roztoku:

1) Kci. 2) CUSO 4 3) FECI 2 4) AGNO 3

2. S elektrolýzou vodného roztoku dusičnanu draselného na anodě přidělené: 1) O 2.2) č. 2 3) N 2 4) H 23. Vodík je tvořen pod elektrolýzou vodného roztoku: 1) CACI 2. 2) CUSO 4 3) Hg (č. 3) 2 4) AGNO 34. Reakce je možná mezi: 1) AG a K2S04 (P-P) 2) Zn a KCI (P-P) 3) Mg a snci 2(P-P) 4) AG a CUSO 4 (P-P) 5. S elektrolýzou roztoku jodidu sodného na katodě barvy lakmus v roztoku: 1) červená 2 ) Modrá 3) Purple 4) Yellow6. S elektrolýzou vodného roztoku fluoridu draselného na katodu přidělené: 1) vodík2) fluoridový fluor 3) fluorinu 4) kyslík

Úkoly na téma "Elektrolýza"

1. Elektrolýza 400 g 20% \u200b\u200broztoku havárie Byl zastaven, když bylo 11,2 litrů (N.U) plynu odděleno na katodě. Stupeň rozkladu zdrojové soli (v%) je:

1) 73 2) 54,8 3) 36,8 4) 18

Řešení problému.Kompilujeme rovnici elektrolýzy reakce: 2NACL + 2H20 → H2 + Cl 2 + 2Aohm (NaCl) \u003d 400 ∙ 0,2 \u003d 80 g solí bylo v roztoku (H2) \u003d 11,2 / 22,4 \u003d 0, 5 mol ν (NaCl) \u003d 0,5 ∙ 2 \u003d 1 molm (NaCl) \u003d 1 ∙ 58,5 \u003d 58,5 g solí byly během elektrolýzy rozloženy. Rozklad soli 58,5 / 80 \u003d 0,73 nebo 73%.

Odpověď: 73% soli rozloženo.

2. Provedl elektrolýzu 200 g roztoku 10% roztoku chromu (III) na celkové výdaje soli (kov je uvolněn na katodě). Hmotnost (v gramech) konzumované vody je:

1) 0,92 2) 1,38 3) 2,76 4) 5,52

Řešení problému.Kompilujeme elektrolýzní reakční rovnici: 2CR 2 (SO 4) 3 + 6H20 → 4CR + 3O 2 + 6H 2 SO 4m (CR2 (SO 4) 3) \u003d 200 ∙ 0,1 \u003d 20Gν (Cr 2 (SO 4) 3) \u003d 20/392 \u003d 0,051molν (H20) \u003d 0,051 ∙ 3 \u003d 0,153 molm (H20) \u003d 0,153 ∙ 18 \u003d 2,76 g

Úkoly zvýšená úroveň Q3 složitost

1. Nainstalujte korespondenci mezi vzorcem soli a rovnicí procesu proudícího na anodě během elektrolýzy jeho vodného roztoku.

3. Nainstalujte korespondenci mezi vzorcem soli a rovnicí procesu proudícího na katodě při elektrolýze jeho vodného roztoku.

5. Nainstalujte korespondenci mezi názvem látky a elektrolytickým produktem jeho vodného roztoku.

Odpovědi: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. V cestě, studium tématu elektrolýzy, absolventy jsou dobře absorbovány tímto sekcí a vykazují dobré výsledky na zkoušku. Studium materiálu je doprovázena prezentací na toto téma.

Elektrolýza (řecký Elektron - Amber + lýza - rozklad) - chemická reakce se vyskytující během průchodu DC přes elektrolytu. Tento rozklad látek na jejich složkách pod působením elektrického proudu.

Proces elektrolýzy je přesunout kationty (pozitivně nabité ionty) do katody (nabité negativně) a nepříznivě nabité ionty (anionty) k anodě (nabité kladně).

A anionty a kationty spěchaly podle anody a katody, resp. Zde je chemická reakce. Chcete-li úspěšně řešit úkoly na tomto tématu a psát reakce, je nutné oddělit procesy na katodě a anodě. Takto bude tento článek postaven.

Katoda

Katracování jsou přitahovány k katodici - pozitivně nabité ionty: Na +, K +, Cu 2+, Fe 3+, AG + atd.

Zřídit co. \\ t reakce je V katodě, především je nutné stanovit aktivitu kovu: jeho polohu v elektrochemické řadě kovu napětí.

Pokud se na katodě objevil aktivní kov (LI, Na, K), pak se namísto toho obnovují molekuly vody, z nichž se rozlišuje vodík. Pokud je kov střední aktivity (CR, Fe, CD) - vodík byl přidělen na katodě a kovový kov. Nerozivní kovy jsou zvýrazněny na katodě v čisté formě (Cu, AG).

Všiml jsem si, že hliník je považován za hranici mezi kovy aktivní a střední aktivity v řadě napětí. S elektrolýzou na katodě, kovy na hliník (včetně!) Nejsou obnoveny, místo toho se obnoví molekuly vody - vodík je uvolněn.

Pokud jsou přijížděny vodíkové ionty na katodě - H + (například s HC1, H2S04 kyselinou elektrolýzou), je vodík obnoven z molekul kyseliny: 2H + - 2E \u003d H 2

Anoda

ARICE jsou přitahovány k anodě - záporně nabité ionty: SO 4 2-, PO4 3-, Cl -, Br -, I -, F -, S 2-, CH3 COO.

S elektrolýzou aniontů obsahujících kyslík: SO 4 2-, PO4 3- - žádné anionty nejsou oxidovány na anodě a molekuly vody, ze kterých se rozlišuje kyslík.

Hexistické anionty jsou oxidovány a vylučovány odpovídajícími halogeny. Sulfid iont při oxidaci oxidace síry. Výjimka je fluorin - Pokud vstoupí do anody, je molekula vody vypouštěna a uvolňuje se kyslík. Fluor je elektronegativní prvek, proto je výjimkou.

Anionsy organických kyselin jsou oxidovány zvláštním způsobem: radikál sousedící s karboxylovou skupinou zdvojnásobí a karboxylová skupina (COO) se mění na oxid uhličitý - CO 2.

Příklady řešení

V procesu tréninku můžete srazit kovy, které jsou vynechány v řadě činnosti. Ve studijní fázi můžete využít rozšířené množství aktivity kovů.

Nyní budete přesně vědět, co vyniká na katodě ;-)

Takže, praxe. Zjistíme, co je tvořeno na katodě a anodě s elektrolýzou roztoků AGCl, Cu (č. 3) 2, Albr3, NAF, FEI 2, CH 3 COOLI.

Někdy v úkolech potřebujete zaznamenat reakci elektrolýzy. I Informovat: Pokud pochopíte, že je tvořen na katodě, a co je na anodě, pak není těžké napsat reakci. Take, například elektrolýzu NaCl a napsat reakci:

NaCl + H20 → H 2 + Cl 2 + NaOH

Sodík je aktivní kov, takže vodík se rozlišuje na katodě. Anion neobsahuje kyslík, halogen je zvýrazněn - chlor. Píšeme rovnici, takže nemůžeme vynutit sodíku, abychom se odpařili bez stopy :) sodíku reaguje s vodou, je vytvořen NaOH.

Reakce elektrolýzy píšeme pro CUSO 4:

CUSO 4 + H 2 O → CU + O 2 + H 2 SO 4

Měď se týká nízkoaktivních kovů, takže je v čisté formě přidělené na katodě. Anion obsahující kyslík, proto se v reakci uvolňuje kyslík. Sulfátová iont nezmizí kdekoli, je připojen k vodním vodíku a otočí se na sullen kyselinu.

Elektrolýza tavenin

Vše, co jsme diskutovali až do tohoto bodu, se týkala elektrolýzy roztoků, kde je rozpouštědlo voda.

Před průmyslovou chemií je důležitým úkolem - získání kovů (látek) v čisté formě. Nízkoenergetické kovy (AG, Cu) lze snadno získat metodou elektrolýzy roztoků.

Ale co aktivních kovů: na, k, li? Koneckonců, s elektrolýzou svých roztoků, nevystupují na katodě v jeho čisté formě, molekuly vody se obnovují místo a rozlišuje se vodík. Zde budeme používat taveniny, které neobsahují vodu.

V bezvodé reakci se roztaví, je ještě jednodušší: látky se rozpadají složkami:

Alcl 3 → Al + Cl 2

LIBR → LI + BR 2

Tento článek napsal Bellevich Yuri Sergeyevich a je jeho intelektuální vlastnost. Kopírování, distribuce (včetně kopírování na jiné stránky a prostředky na internetu) nebo jakékoli jiné využití informací a objektů bez předchozího souhlasu držitele autorských práv byl stíhán. Pro získání materiálů článku a povolení jejich použití naleznete v části