Электролиз раствора соли

Записать реакции электролиза на инертных электродах и вычислить массу вещества, полученного на катоде и объем газа, выделившегося на аноде, при электролизе раствора соли нитрата серебра (AgNO3), если время электролиза 20 минут, а сила тока  I=2А, если выход по току Вт=100%.  Какие вещества будут выделяться на электродах при замене инертного анода на металлический (Ag)?

 Решение задачи

Электролиз раствора  соли нитрата серебра (AgNO3):

(-) К: Ag+, H2O.

(+) А: NO3- , H2O.

Катионы металла (Ag+), имеющие большое значение ϕ0 при электролизе полностью восстанавливаются. Следовательно:

(-) К:  Ag+ + e-= Ag0;

(+) A: 2H2O – 4e- = O2↑+4H+

Анион NO3- неокисляем. Суммарное уравнение электролиза раствора соли нитрата серебра (AgNO3):

электролиз раствора соли

Итак, в ходе электролиза раствора соли нитрата серебра на инертных электродах будут выделяться серебро (на катоде) и кислород (на аноде).

Найдем массу серебра, полученного на катоде согласно закону Фарадея. Закон Фарадея выражается следующей формулой:

формула закон Фарадея

Где:

m – масса образовавшегося на электродах или подвергшегося превращению вещества, г;

Мэ – его эквивалентная масса, г/ моль;

I – сила тока, А (ампер);

t – время, с;

F – число Фарадея (96500 Кл/моль), т.е. количество электричества, необходимое для осуществления электрохимического превращения одного эквивалента вещества.

Учитывая, что эквивалентная масса серебра (Ag+) равна 108 г/моль (смотри таблицу Менделеева), следовательно,  его эквивалентная масса равна 108 г/моль,  получаем:

m (Ag) = 108 ⋅ 2 ⋅ 1200 /96500 = 2,69 (г).

II закон Фарадея. При прохождении одинакового количества электричества через растворы (расплавы) различных электролитов массы (объемы) выделяющихся веществ пропорциональны их эквивалентным массам (объемам).

Получаем:

формула

Откуда:

формула объем кислорода

Так как масса серебра равна 2,69 г; Vэ(O2) = 5,6 л/моль; Э (Ag) = M (Ag) / n  = 108 /1 = 108 г/моль (n  -количество электронов, принимающих участие в анодном процессе).

V (O2) = 2,69 ⋅ 5,6 /108 = 0,14 (л)

Ответ:

масса серебра 2,69 грамма,

объем кислорода 0,14 литра.

 

При замене инертного анода на серебряный, на аноде становится возможным протекание еще одного окислительного процесса  - растворение серебра, из которого сделан анод:
(+) А: Ag0 – e-= Ag+

Этот процесс характеризуется более низким значение потенциала, чем остальные возможные анодные процессы. Поэтому при электролизе раствора соли нитрата серебра (AgNO3) с серебряным  анодом на аноде происходит реакция окисления серебра (Ag), а в анодном пространстве будет накапливаться AgNO3.
Суммарная электродная реакция выразится уравнением в ионном виде:

Ag0 + Ag+ = Ag+ + Ag0

Так как ионы сокращаются, то составить молекулярное уравнение электролиза раствора соли нитрата серебра (AgNO3) невозможно. Это означает, что электролиз раствора соли нитрата серебра (AgNO3) с анодом из серебра (Ag) сводится к переносу серебра с анода на катод.

Похожие задачи по химии

Оставить комментарий

*