Sarcini pe tema electrolizei. Electroliza topită și soluții

Electroliza de topire și soluții (săruri, alcalii)

Dacă coborâți electrozii în soluție sau topitura electrolitului și săriți curentul electric constant, atunci ionii se vor deplasa spre Cathipes (electrod încărcat negativ), anioni la anod (electrod încărcat pozitiv).

La catod, cationle iau electroni și restaurează, anionii sunt dați electroni pe anod și oxidați. Acest proces se numește electroliză.

Electroliza este un proces redox care curge pe electrozii atunci când curentul electric este trecut prin topitură sau soluție de electroliți.

Electroliza sărurilor topite

Luați în considerare procesul de electroliză de topire a clorurii de sodiu. Disocierea termică este în curs de desfășurare în topitură:

$ NaCl → Na ^ (+) + CL ^ (-)

Sub acțiunea curentului electric al Cațiunilor $ NA ^ (+) $ Mutarea la catod și electronii sunt preluați din acesta:

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

Anioni $ cl ^ (-) $ Mutați la anod și dați electroni:

$ 2CIL ^ (-) - 2ē → (CL_2) ↖ (0) $ (oxidare).

Ecuația totală a proceselor:

$ Na ^ (+) + ē → (NA) ↖ (0) | 2 $

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

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

$ 2NACI (→) ↖ (\\ text "electroliză") 2Na + CL_2 $

Un sodiu metalic este format pe catod, gaz gazos clor pe anod.

Principalul lucru este că trebuie să vă amintiți: în procesul de electroliză datorită energiei electrice se efectuează reactie chimicacare nu pot merge spontan.

Electroliza soluțiilor apoase de electroliți

Mai mult cazul dificil - electroliza soluțiilor de electroliți.

În soluția de sare, în plus față de ionii metalici și reziduurile acide, sunt prezente molecule de apă. Prin urmare, atunci când luați în considerare procesele pe electrozi, este necesar să se ia în considerare participarea lor la electroliză.

Pentru a determina produsele de electroliză a soluțiilor apoase ale electroliților, există următoarele reguli:

1. Procesul de la catod Nu depinde de materialul din care se face catodul, dar pe poziția metalului (electroliți) în rândul electrochimic al solicitărilor și dacă:

1.1. Electrolitul este situat într-un rând de tensiuni la începutul unei serii de $ al incluziv, atunci procesul de recuperare a apei este în catod (hidrogenul este evidențiat $ N_2 $). Cationii metalici nu sunt restaurate, rămân în soluție.

1.2. Electrolitul este amplasat într-un rând de stres între aluminiu și hidrogen, apoi ionii metalici și moleculele de apă sunt restaurate la catod.

1.3 Electrolitul este situat într-un rând de stresuri după hidrogen, cationiile metalice sunt restaurate pe catod.

1.4. Soluția conține cationi metale diferite, Mai întâi restabilim cationia metalică în vederea stresului spre dreapta.

Procese catodice

2. Procesul pe anoddepinde de materialul anodului și de natura anionului.

Procese anodice

2.1. În cazul în care un anodul se dizolvă (fier, zinc, cupru, argint și toate metalele care sunt oxidate în timpul electrolizei), apoi metalul anodului este oxidat, în ciuda naturii anionului.

2.2. În cazul în care un anodul nu se dizolvă (Se numește inert - grafit, aur, platină), atunci:

a) cu soluții de electroliză de săruri acizi buni (În plus față de fluorură) Procesul de oxidare a anionului este în curs de desfășurare pe anod;

b) cu soluții de electroliză de săruri acizi care conțin oxigen și fluoruri Pe anod există un proces de oxidare a apei ($ O_2 este alocat). Anionii nu sunt oxidați, rămân în soluție;

c) anioane prin capacitatea lor de a oxida sunt în următoarea ordine:

Să încercăm să aplicăm aceste reguli în situații specifice.

Luați în considerare electroliza soluției de clorură de sodiu în cazul în care anodul este insolubil și dacă anodul este solubil.

1) Anod insolubil (de exemplu, grafit).

Soluția este procesul de disociere electrolitică:

Ecuația totală:

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

Având în vedere prezența ionilor de $ NA ^ (+) $ în soluție, alcătuiesc ecuația moleculară.:

2) Anod solubil (de exemplu, cupru):

$ NaCl \u003d Na ^ (+) + CL ^ (-) $.

Dacă anodul este solubil, atunci metalul anodului va fi oxidat:

$ Cu ^ (0) -2ē \u003d cu ^ (2 +) $.

Catie $ cu ^ (2 +) $ sunt într-un rând de stres după ($ n ^ (+ (+ (+) $), acestea vor fi restaurate pe catod.

Concentrația de $ NaCL $ nu se modifică în soluție.

Luați în considerare electroliza soluției de sulfat de cupru (II) pe anod insolubil:

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

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

Ecuația totală a ionilor:

$ 2CU ^ (2 +) + 2H_2O \u003d 2CU ^ (0) + O_2 + 4H ^ (+) $

Ecuația moleculară totală, luând în considerare prezența anionilor $ SO_4 ^ (2 -) $ în soluție:

Luați în considerare electroliza soluției de hidroxid de potasiu anod insolubil:

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

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

Ecuația totală a ionilor:

$ 4H_2O + 4OH ^ (-) \u003d 2H_2 + 4OH ^ (-) + O_2 + 2H_2O $

Ecuația moleculară totală:

$ 2H_2O (→) ↖ (\\ text "electroliză") 2h_2 + o_2 $

ÎN acest cazSe pare că este în curs de desfășurare numai electroliza apei. Obținem un rezultat similar și în cazul electrolizei soluțiilor de $ H_2SO_4, Nano_3, K_2SO_4 $, etc.

Electroliza topiturilor și soluțiile de substanțe este utilizat pe scară largă în industrie:

Pentru metale (aluminiu, magneziu, sodiu, cadmiu este obținut prin electroliză).
Pentru a obține hidrogen, halogen, alcalin.
Pentru purificarea metalelor - rafinarea (curățarea cuprului, nichelul, plumbul se efectuează cu o metodă electrochimică).
Pentru a proteja metalele din coroziune (crom, nichel, cupru, argint, aur) - galvanotegia.
Pentru copii metalice, plăci - electrotip.

Ce este electroliza? Pentru o înțelegere mai simplă a răspunsului la această întrebare, să ne imaginăm orice sursă de curent direct. Fiecare sursă DC poate găsi întotdeauna un pol pozitiv și negativ:

Conectați două plăci conducte electrice rezistente chimice care apelează electrozi. Placa atașată la polul pozitiv este numită un anod și la un catod negativ:

Clorura de sodiu este un electrolit, în timpul topiturii, disocierea pe cationii de sodiu și ionii de clor:

NaCl \u003d Na + + CL -

Este evident că anionii negativi negativi percepuți vor merge la un electrod încărcat pozitiv - anod și cationii NA + încărcați pozitiv vor merge la un catod de electrod încărcat negativ. Ca rezultat, Na + Cationi și anioni CL sunt descărcate, adică, vor deveni atomi neutri. Descărcarea are loc prin achiziționarea de electroni în cazul ionilor NA + și a pierderii electronilor în cazul ionilor CI. Adică procesul procedează pe catod:

Na + + 1E - \u003d Na 0,

Și pe anod:

CL - - 1E - \u003d CL

Deoarece fiecare atom de clor are un electron neprofitabil, o singură existență a acestora este neprofitabilă și atomii de clor sunt combinate într-o moleculă de doi atomi de clor:

CL ∙ + ∙ CL \u003d CI 2

Astfel, totalul, procesul care curge pe anod este înregistrat mai corect:

2CI - - 2E - \u003d CL 2

Adică, avem:

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

Anod: 2cl - - 2e - \u003d CL 2

Să aducem balanță electronică:

Na + + 1E - \u003d NA 0 | ∙ 2

2CI - - 2E - \u003d CL 2 | ∙ 1<

Mutarea părților stângi și drepte ale ambelor ecuații searaction.Vom primi:

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

Vom reduce cei doi electroni în același mod în care acest lucru se face în algebră obținem ecuația de electroliză ionică:

2NACI (g.) \u003d\u003e 2NA + CL 2

Cazul considerat mai sus este cel mai simplu caz din punct de vedere teoretic, deoarece clorura de sodiu topit de la ionii încărcați pozitiv a fost numai ionii de sodiu și de la anioni negativi numai de clor.

Cu alte cuvinte, niciunul dintre cationii Na +, nici la anioni CI - nu au existat "concurenți" pentru catod și anod.

Și ceea ce se va întâmpla, de exemplu, dacă în loc de topirea clorurii de sodiu, treceți prin soluția apoasă? În acest caz se observă disocierea clorurii de sodiu, dar devine imposibilă pentru formarea de sodiu metal într-o soluție apoasă. La urma urmei, știm că sodiul este un reprezentant al metalelor alcaline - un metal extrem de activ care reacționează cu apa este foarte violent. Dacă sodiul nu este capabil să se recupereze în astfel de condiții, ceea ce va fi restabilit la catod?

Să ne amintim structura moleculei de apă. Ea este un dipol, adică are un poli negativ și pozitiv:

Se datorează acestei proprietăți, este capabil să "rupeze" atât suprafața catodului, cât și suprafața anodului:

În acest caz, pot apărea procese:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

2H2 o - 4e - \u003d O 2 + 4H +

Astfel, se pare că, dacă luăm în considerare soluția oricărui electrolit, vom vedea că cationii și anionii s-au format în timpul disocierii electroliților concurează cu molecule de apă pentru recuperare pe catod și oxidare pe anod.

Deci, ce procese se vor întâmpla pe catod și pe anod? Descărcarea ionilor formați în timpul disocierii sau oxidării / restabilirii moleculelor de apă? Sau poate că toate procesele indicate se vor întâmpla în același timp?

În funcție de tipul de electroliți, o varietate de situații sunt posibile în timpul electrolizei soluției sale apoase. De exemplu, cationii de alcalină, metalele de pământ alcalin, aluminiu și magneziu pur și simplu nu pot recupera într-un mediu apos, deoarece trebuie să fie obținuți, metale alcaline, alcaline, metale, metale de aluminiu sau magneziu, aluminiu sau magneziu, adică . Apa care reacționează metalele.

În acest caz, este posibilă numai restaurarea moleculelor de apă pe catod.

Amintiți-vă că procesul va curge la catod la electroliza soluției de eventualele electroliți poate fi urmată de următoarele principii:

1) Dacă electrolitul constă dintr-o cation metal, care în stare liberă în condiții normale reacționează cu apă, catodul este procesat:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Acest lucru se aplică metalelor la începutul unui număr de activitate ALC inclusiv.

2) În cazul în care electrolitul constă dintr-o cation metal care nu reacționează sub formă liberă cu apă, ci reacționează cu acizi non-acidici, există două procedee ca restabilirea cationilor metalici și a moleculelor de apă:

Eu n + + ne \u003d mine 0

Astfel de metale includ metale care sunt între AL și N într-o serie de activități.

3) În cazul în care electrolitul constă din hidrogen (acid) sau cationi metalici care nu reacționează cu acizi non-acid - numai cationii de electroliți sunt restabiliți:

2N + + 2E - \u003d H 2 - în cazul acidului

Eu n + + ne \u003d mine 0 - în caz de sare

Pe anod între timp, situația este după cum urmează:

1) Dacă electrolitul conține anioni de resturi de acid fără oxigen (cu excepția f -), atunci anodul este procesul de oxidare, moleculele de apă nu sunt oxidate. De exemplu:

2SL - - 2E \u003d CL 2

S 2- - 2E \u003d s o

Ionii de fluor nu sunt oxidați pe anod, deoarece fluor nu este capabil să se formeze într-o soluție apoasă (reacționează cu apă)

2) Dacă electrolitul include ioni de hidroxid (alcalii), sunt oxidați în loc de molecule de apă:

4ON - - 4E - \u003d 2H2O + O 2

3) Dacă electrolitul conține un rest de acid conținând oxigen (cu excepția resturilor de acid organic) sau fluorură-ion (F -) pe anod există un proces de oxidare a moleculelor de apă:

2H2 o - 4e - \u003d O 2 + 4H +

4) În cazul reziduului acid al acidului carboxilic asupra anodului, există un procedeu:

2Rcoo - - 2e - \u003d R-R + 2CO 2

Să practicăm să înregistrăm ecuațiile de electroliză pentru diferite situații:

Exemplu №1.

Scrieți ecuațiile proceselor care apar pe catod și anod cu electroliza topiturii clorurii de zinc, precum și ecuația generală. electroliză.

Decizie

Atunci când molorarea clorurii de zinc are loc disocierea sa:

Znc 2 \u003d zn 2+ + 2CI -

Apoi, trebuie plătit faptul că electroliza este topirea clorurii de zinc și nu o soluție apoasă. Cu alte cuvinte, fără opțiuni, numai restaurarea cațiunilor de zinc pot apărea pe catod și oxidarea ionilor de clor pe anod. Nu există molecule de apă:

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

Anod: 2CI - - 2E - \u003d CL 2 | ∙ 1

Zncl 2 \u003d Zn + CI 2

Exemplul nr. 2.

Scrieți ecuațiile proceselor care curg pe catod și anod cu electroliza soluției apoase de clorură de zinc, precum și ecuația generală de electroliză.

Deoarece în acest caz, o soluție apoasă este supusă electrolizei, apoi în electroliză, teoretic, moleculele de apă pot lua parte. Deoarece zincul este situat într-un rând de activitate între Al și ea, înseamnă că catodul va avea loc atât restaurarea cationilor de zinc cât și a moleculelor de apă.

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Zn 2+ + 2E - \u003d Zn 0

Ionul de clorură este un reziduu acid al acidului oxigenic HCI, astfel încât în \u200b\u200bcompetiția de oxidare pe ionii de clorură de anod "câștigat" în moleculele de apă:

2CI - - 2E - \u003d CL 2

În acest caz particular, ecuația totală de electroliză nu poate fi scrisă, deoarece este necunoscută de raportul dintre hidrogen și zinc eliberat pe catod.

Exemplu numărul 3.

Scrieți ecuațiile proceselor catodului și anodului cu electroliza soluției apoase de azotat de cupru, precum și ecuația generală de electroliză.

Nitratul de cupru în soluție se află într-o stare predissală:

Cu (nr. 3) 2 \u003d Cu 2+ + 2NO 3 -

Cuprul este într-un rând de activitate în partea dreaptă a hidrogenului, adică catiile de cupru vor fi recuperate pe catod:

Cu 2+ + 2e - \u003d Cu 0

Reziduul acidului care conține nitrat-ioni fără oxigen, înseamnă că în oxidarea ionilor de azotați "pierde" în concurența moleculelor de apă:

2H2 o - 4e - \u003d O 2 + 4H +

În acest fel:

Cathod: cu 2+ + 2e - \u003d Cu 0 | ∙ 2

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

Ecuația obținută ca urmare a adăugării este ecuația ionică de electroliză. Pentru a obține o ecuație completă de electroliză moleculară, adăugați 4 ioni nitrați în partea stângă și cea dreaptă a primului ecuația ionului Ca contracții. Apoi primim:

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

Exemplu numărul 4.

Scrieți ecuațiile proceselor care apar la catod și anod cu electroliza soluției apoase de acetat de potasiu, precum și ecuația generală de electroliză.

Decizie:

Acetat de potasiu în soluție apoasă disociază ionii de potasiu și acetat:

CH 3 COPS \u003d CH 3 SOO - + K +

Potasiul este alcalin metalic. Situat într-o serie de rânduri electrochimice de stres la început. Aceasta înseamnă că cationile sale nu pot descărca la catod. Moleculele de apă vor fi restaurate în schimb:

2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H 2

Așa cum am menționat deja mai sus, reziduurile acide acizi carboxilici "Câștigă" în competiție pentru oxidare în moleculele de apă pe anod:

2 SO 3 SO - - 2E - \u003d CH 3-CH3 + 2CO 2

Astfel, prin însumarea echilibrului electronic și plierea a două ecuații de semi-resurse pe catod și anodul primim:

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

Anod: 2CH 3 SOO - - 2E - \u003d CH 3-CH3 + 2CO 2 | ∙ 1

2H2O + 2CH3 SOO - \u003d 2OH - + H 2 + CH 3-CH3 + 2CO 2

Am obținut ecuația completă de electroliză în formă de ioni. Prin adăugarea a două ioni de potasiu în partea stângă și dreaptă a ecuației și rezolvate cu contracționale, obținem ecuația completă de electroliză în forma moleculară:

2H2O + 2CH3 COO \u003d 2KOH + H 2 + CH 3-CH3 + 2CO 2

Exemplu numărul 5.

Scrieți ecuațiile proceselor care apar la catod și anod cu electroliza soluției apoase de acid sulfuric, precum și ecuația generală de electroliză.

Acid sulfuric Se disociază la hidrogen cțiune și ioni de sulfat:

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

Catodul va apărea pe cationul hidrogenului H + și pe oxidarea anodului moleculelor de apă, deoarece ionii de sulfat sunt resturi de acid conținând oxigen:

Catod: 2N + + 2E - \u003d H 2 | ∙ 2

Anod: 2H2 o - 4e - \u003d O 2 + 4H + | ∙ 1

4N + + 2H2O \u003d 2H2 + O 2 + 4H +

Reducerea ionilor de hidrogen în partea stângă și dreaptă și partea stângă a ecuației, obținem ecuația electrolizei soluției apoase de acid sulfuric:

2H2 o \u003d 2H 2 + O 2

După cum puteți vedea, electroliza soluției apoase de acid sulfuric este redusă la electroliza apei.

Exemplul nr. 6.

Scrieți ecuațiile proceselor care apar la catod și anod cu electroliza soluției apoase de hidroxid de sodiu, precum și ecuația globală de electroliză.

Disocierea hidroxidului de sodiu:

NaOH \u003d NA + + OH -

Pe catod numai moleculele de apă vor fi restaurate, deoarece sodiul este un metal activ, numai ioni de hidroxid pe anod:

Catod: 2H2O + 2E - \u003d 2OH - + H 2 | ∙ 2

Anod: 4OH - - 4E - \u003d O 2 + 2H 2 O | ∙ \u200b\u200b1

4H2O + 4OH - \u003d 4OH - + 2H2 + O 2 + 2H20 o

Reducem cele două molecule de apă până la stanga și dreapta și 4 ioni de hidroxid și vin la faptul că, ca în cazul acidului sulfuric, electroliza soluției apoase de hidroxid de sodiu este redusă la electroliza apei.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizarea diapozitivelor este utilizată exclusiv în scopuri informaționale și nu pot oferi idei despre toate capacitățile de prezentare. Dacă sunteți interesat de această lucrare, descărcați versiunea completă.

Rezultatele Eme. Arată că sarcinile pe tema "Electroliză" pentru absolvenți rămân complexe. ÎN programul școlii Studiul acestui subiect are un număr insuficient de ore. Prin urmare, la pregătirea elevilor la examen, este necesar să explorați această problemă în foarte detaliată. Cunoașterea fundamentelor electrochimiei va ajuta un absolvent să treacă cu succes examenul și să continue formarea în instituția de învățământ superior. Pentru studiul temei "electroliza" la un nivel suficient de a avea loc munca pregatitoare Cu absolvenți ai EGE: - Luați în considerare definirea conceptelor de bază în tema "Electroliză"; - Analiza procesului de electroliză a soluțiilor de topire și electroliți; - consolidarea regulilor de restaurare a cotei asupra catodului și oxidarea anionilor (rolul moleculelor de apă în timpul electrolizei soluțiilor); - Abilități de formare pentru a face ecuațiile procesului de electroliză (procese catodice și anodice); - Învățați elevilor să îndeplinească sarcini tipice nivel de bază (sarcini), ridicate și nivel inalt dificultăți. Electroliză - Procesul redox care curge în soluții și topituri de electroliți în timpul trecerii curentului electric direct. În soluția sau electrolitul de topire, se produce disocierea pe ioni. Când curentul electric este pornit, mișcarea direcțională și pe suprafața electrozilor pot apărea procese redox. Anod - electrod pozitiv, merge procese de oxidare.

Catodul este un electrod negativ, există procese de recuperare pe ea.

Electroliza topită Se utilizează pentru a obține metale active situate într-un rând de stresuri la aluminiu (inclusiv).

Electroliza clorurii de sodiu topită

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

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

2NACI (e-mail) -\u003e 2NA + CI2 (numai cu electroliza topită).

Aluminiu este obținut prin electroliza soluției de oxid de aluminiu în Cryolit Molten (Na3 ALF 6).

2AL 2 O 3 (e-mail) -\u003e 4al + 3o 2

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

A (+) 2O 2 ~ -2e ~ -\u003e O 2

Electroliza topirii hidroxidului de potasiu.

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

Electroliza soluțiilor apoase este mai complicată, deoarece moleculele de apă pot fi restaurate pe electrozii în acest caz.

Electroliza soluțiilor apoase de săruri Mai complicate din cauza participării posibile la procesele electrodului de molecule de apă pe catod și pe anod.

Reguli de electroliză în soluții apoase.

La catod:

1. Cationi, situate într-un rând de tensiune de metale de la litiu la aluminiu (inclusiv), precum și cationi Nn 4 +. Nu restaurați, moleculele de apă sunt restaurate în schimb:

2n 2 o + 2E-> H 2 + 2H -

2. Cationi, situate într-un rând de solicitări după aluminiu până la hidrogen, pot fi recuperate împreună cu moleculele de apă:

2n 2 o + 2E-> H 2 + 2H -

Zn 2+ + 2E-> Zn 0.

3. Cationi, situate într-un rând de tensiuni după hidrogen, sunt complet restaurate: AG + + 1E-> AG 0.

4. Ionii de hidrogen sunt restabiliți în soluții acide: 2n + + 2E-> H 2.

Pe anod:

1. anioni care conțin oxigen și F - - Nu oxidați, moleculele de apă sunt oxidate în schimb:

2n 2 o - 4e-> O 2 + 4N +

2. Păsări de sulf, iod, brom, clor (în această secvență) sunt oxidate la substanțe simple:

2SL - - 2e-> Cl. 2 0 S 2- - 2E-> S 0.

3. Ionii de hidroxid sunt oxidați în soluții alcalise:

4on - - 4e-> O 2 + 2N 2 o

4. Anionii sunt oxidați în soluții de săruri carboxilice:

2 R - SOO - - 2E-> R - R + 2S02

5. Când utilizați anoduri solubile, electronii în lanțul exterior trimite anodul în sine datorită oxidării atomilor metalici din care se face anodul:

Cu 0 - 2e-> Cu 2+.

Exemple de procese de electroliză în soluții apoase de electroliți

Exemplul 1.K2S04 -\u003e 2K + + SO 4 2-

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

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

Ecuația generală de electroliză: 2H20 (e-mail) -\u003e 2 H 2 + O 2

Exemplul 2. NaCl -\u003e Na + + CL ~

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

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

2NACI + 2H20 (e-mail) -\u003e H 2 + 2NAOH + CI 2

Exemplul 3. Cu S04 -\u003e Cu 2+ + SO 4 2-

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

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

Ecuația generală de electroliză: 2 Cu S04 + 2H20 (curent) -\u003e 2Cu + O 2 + 2H2S04

Exemplul 4. CH3 Coona-\u003e CH 3 COO ~ + Na +

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

A (+) 2CH3 COO ~ - 2E ~ -\u003e C2H6 + 2CO 2

Ecuația generală de electroliză:

CH3 COOONA + 2H20 (e-mail) -\u003e H2 + 2NAHCO 3 + C2H6

Căutări ale nivelului de bază al complexității

Testați pe tema "Electroliza topită și soluții de săruri. Un număr de tensiuni metalice. "

1. Faceți clic pe unul dintre produsele de electroliză într-o soluție apoasă:

1) KCi. 2) CUSO 4 3) FECI 2 4) Agno 3

2. Cu electroliza soluției apoase de azotat de potasiu pe anodul alocat: 1) O 2.2) NO2 3) N2 4) H 23. Hidrogenul se formează sub electroliza soluției apoase: 1) Caci 2. 2) CUSO 4 3) Hg (NO3) 2 4) AgNo 34. Reacția este posibilă între: 1) AG și K2S04 (P-P) 2) Zn și KCi (P-P) 3) MG și SNCI 2(P-P) 4) AG și CUSO 4 (P-P) 5. Cu electroliza soluției de iodură de sodiu la catodul culorii lacmusului în soluție: 1) roșu 2 ) Albastru 3) purpuriu 4) galben6. Cu electroliza soluției apoase de fluorură de potasiu pe catod alocat: 1) hidrogen2) fluorură fluor 3) fluor 4) oxigen

Sarcini pe tema "Electroliză"

1. Electroliză 400 g de o soluție de 20% crash Sare. A fost oprită când gazul de 11,2 litri (N.U.) a fost separat pe catod. Gradul de descompunere a sarei sursă (în%) este:

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

Soluția problemei.Compilam ecuația reacției de electroliză: 2NACI + 2H20 → H2 + CI2 + 2NAOHM (NaCI) \u003d 400 ∙ 0,2 \u003d 80 g de săruri au fost în soluție. (H 2) \u003d 11,2 / 22,4 \u003d 0, 5 mole ν (NaCI) \u003d 0,5 ∙ 2 \u003d 1 molm (NaCI) \u003d 1 ∙ 58,5 \u003d 58,5 g de săruri au fost descompuse în timpul electrolizei. Descompunerea sării de 58,5 / 80 \u003d 0,73 sau 73%.

Răspuns: 73% din sare descompusă.

2. Conducerea electrolizei de 200 g a unei soluții de sulfat de crom 10% (III) la cheltuielile totale de sare (metalul este eliberat pe catod). Masa (în grame) a apei consumate este:

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

Soluția problemei.Compilam ecuația reacției de electroliză: 2CR2 (SO4) 3 + 6H20 → 4CR + 3O2 + 6H2S04M (CR2 (S04) 3) \u003d 200 ∙ 0,1 \u003d 20gν (CR2 (S04) 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

Sarcini nivel crescut Q3 Complexitate

1. Instalați corespondența dintre formula de sare și ecuația procedeului care curge pe anod în timpul electrolizei soluției sale apoase.

3. Montați corespondența dintre formula de sare și ecuația procedeului care curge pe catod la electroliza soluției sale apoase.

5. Instalați corespondența dintre numele substanței și produsele de electroliză ale soluției sale apoase.

Răspunsuri: 1 - 3411, 2 - 3653, 3 - 2353, 4 - 2246, 5 - 145. În acest mod, studiind subiectul de electroliză, absolvenții sunt bine absorbiți de această secțiune și arată rezultate bune la examen. Studiul materialului este însoțit de o prezentare pe această temă.

Electroliza (Greak Elektron - Amber + Lysis - Descompunere) - Reacția chimică care apare în timpul trecerii DC prin electroliți. Această descompunere a substanțelor pe componentele lor sub acțiunea curentului electric.

Procesul de electroliză este de a deplasa cationii (ionii încărcați pozitiv) la catod (încărcat negativ) și ioni încărcați negativ (anioni) la anod (încărcat pozitiv).

Deci, anionii și cationii s-au grabit în funcție de anod și catod, respectiv. Iată o reacție chimică. Pentru a rezolva cu succes sarcinile pe această temă și de scriere a reacțiilor, este necesar să separe procesele de pe catod și anod. Acesta este modul în care va fi construit acest articol.

Catod

Cationii sunt atrași de ionii cu catodie - pozitiv încărcat: Na +, K +, Cu 2+, FE 3+, AG +, etc.

Pentru a stabili ce reacția este La catod, în primul rând, este necesar să se determine activitatea metalului: poziția sa în rândul electrochimic al tensiunii metalelor.

Dacă apare un metal activ (Li, Na, K) pe catod, atunci moleculele de apă sunt restaurate în locul acesteia, din care se distinge hidrogenul. Dacă metalul activității medii (CR, FE, CD) - hidrogen este alocat pe catod și metalul însuși. Metalele neectuale sunt evidențiate pe catod în formă pură (Cu, AG).

Observ că aluminiu este considerat a fi limita între metalele activității active și medii la rândurile de stres. Cu electroliza pe catod, metalele din aluminiu (inclusiv!) Nu sunt restaurate, moleculele de apă sunt restaurate în schimb - hidrogenul este eliberat.

Dacă ionii de hidrogen sunt primiți pe catod - H + (de exemplu, cu HCI, H2S04 Acid electroliză), hidrogenul este restabilit de la o molecule de acid: 2H + - 2E \u003d H2

Anod

Anionii sunt atrași de anodul - ioni încărcați negativ: S04 2-, PO 4 3-, Cl -, Br -, I -, F -, S 2-, CH3O.

Cu electroliza anionilor care conțin oxigen: SO 4 2-, PO 4 3- - Nicio anioni sunt oxidați pe anod și moleculele de apă din care se distinge oxigenul.

Hexless anioni sunt oxidați și excretați de halogeni corespunzători. Ion de sulfură atunci când oxidarea sulfului de oxidare. Excepția este fluor - dacă intră în anod, molecula de apă este descărcată și este eliberată oxigenul. Fluorina este elementul electronegativ, prin urmare este o excepție.

Anionii acizilor organici sunt oxidați într-un mod special: un radical adiacent la gruparea carboxil dublează și gruparea carboxil (COO) se transformă în dioxid de carbon - CO 2.

Exemple de soluții

În procesul de instruire, puteți întâlni metale care sunt ratate într-un rând de activitate. La etapa de studiu, puteți utiliza un număr extins de activități de metale.

Acum veți ști exact ce se află pe catod ;-)

Deci, practică. Aflăm ceea ce se formează pe catod și anod cu electroliza soluțiilor Agcl, cu (nr. 3) 2, Alb 3, NAF, FEI 2, CH3 COOI.

Uneori în sarcini trebuie să înregistrați răspunsul de electroliză. Informez: Dacă înțelegeți că este formată pe catod și ce este pe anod, atunci nu este dificil să scrieți o reacție. Luați, de exemplu, electroliza NaCI și scrieți reacția:

NaCl + H20 → H 2 + CI2 + NaOH

Sodiul este un metal activ, astfel încât hidrogenul se distinge pe catod. Anionul nu conține oxigen, halogenul este evidențiat - clor. Noi scriem ecuație, așa că nu putem forța sodiu să se evapore fără o urmă :) Sodiul reacționează cu apă, se formează NaOH.

Scriu reacția de electroliză pentru CUSO 4:

CUSO 4 + H20 → Cu + O 2 + H 2S04

Cuprul se referă la metale mici, astfel încât este în formă pură alocată pe catod. Anionul care conține oxigen, prin urmare oxigenul este eliberat în reacție. Ionul de sulfat nu dispare nicăieri, acesta este conectat la hidrogenul de apă și se transformă într-un acid slab.

Electroliza topită

Tot ceea ce am discutat până la acest punct se referea la electroliza soluțiilor, unde solventul este apa.

În fața chimiei industriale este o sarcină importantă - obținerea de metale (substanțe) în formă pură. Metalele reduse (AG, CU) pot fi obținute cu ușurință prin metoda de electroliză a soluțiilor.

Dar cum rămâne cu metalele active: Na, K, Li? La urma urmei, cu electroliza soluțiilor lor, ele nu se evidențiază pe catod în forma sa pură, moleculele de apă sunt restaurate și hidrogenul se distinge. Aici vom folosi topirea, care nu conțin apă.

În topirea reacției anhidre, este chiar mai ușoară: substanțele sunt dezintegrate de componente:

Alcl 3 → Al + CI 2

LIBR → Li + Br 2

Acest articol a fost scris de Bellevich Yuri Sergheivich și este proprietatea sa intelectuală. Copierea, distribuția (inclusiv prin copierea în alte site-uri și resurse pe Internet) sau orice altă utilizare a informațiilor și a obiectelor fără consimțământul prealabil al titularului drepturilor de autor sunt urmărite penal. Pentru a obține materialele articolului și permisiunea utilizării lor, vă rugăm să consultați