Электролиз концентрированной серной кислоты

Электролиз концентрированной серной кислоты

При электролизе в водном растворе серной кислоты с инертными (платиновыми, свинцовыми или графитовыми) электродами электрический ток переносится ионами H3O + и SO4 2- . Ионы SO4 2- из катодного пространства перемещаются к аноду, однако окисляются на аноде молекулы воды с выделением O2:

Ионы H3O + перемещаются к катоду и восстанавливаются на нем с выделением водорода:

Таким образом, при электролизе в водном растворе серной кислоты с инертными электродами происходит разложение воды и разрядка ионов H + .

В этом случае количество эквивалентов ионов SO4 2- в анодном и катодном пространствах изменяется только за счет переноса электричества.

Количество эквивалентов ионов водорода: в катодном пространстве – убывает из-за разрядки на электроде, но прибывает переносом электрического тока; в анодном пространстве прибывает за счет разложения воды при электролизе и убывает переносом электрического тока.

В результате количество эквивалентов H2SO4 у анода возрастает, а у катода происходит их уменьшение.

Число переноса аниона находят по отношению изменения количества эквивалентов кислоты у анода (или катода) к общему количеству эквивалентов разложившегося электролита:

(23)

Изменение состава раствора серной кислоты после электролиза представлено в таблице 3.

Таблица 3 – Изменение состава раствора серной кислоты

Катодное пространство (К) Анодное пространство (А)
Убыль катионов Н + : Убыль анионов SO4 2- : Соблюдается равенство: Прибыль катионов Н + : Прибыль анионов SO4 2- : Соблюдается равенство:

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8984 — | 7636 — или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Электролиз раствора серной кислоты

Задача 39.
Вычислить массу газа, выделившегося на аноде при электролизе раствора серной кислоты, производившегося в течение 10 мин при силе тока 3 А.
Решение:
р-р H2SO4;
t = 10 мин = 600 с;
I = 3 A;
F = 96 500 Кл/моль
m (O2) — ?
Электролиз раствора серый кислоты сводится к электролизу воды:

Читайте также:  Как лучше наклеить обои двух видов

На электродах протекают следующие реакции:

Катод: 2|2Н + + 2 = Н2
Анод: 1|2H2O — 4 = O2↑+ 4H +

После сокращения ионов водорода в левой и правой частях уравнения, получим:

Так как на аноде выделяется кислород:

2H2O — 4 = O2↑ + 4H + ;

m(O2) = [M(O2) . I . t]/(n . F) = (32 г/моль . 3 А . 600 с)/ (4 . 96500 A . c/моль) = 0,15 г.

Электролиз растворов солей нитрата серебра (I), сульфата меди (II) и хлорида золота (III)

Задача 40.
Через последовательно включенные в цепь постоянного тока растворы нитрата серебра (I), сульфата меди (II) и хлорида золота (III) пропускали ток силой в течение 20 мин. Рассчитайте массы металлов, осевших на катоде.
Решение:
р-ры AgNO3; CuSO4; AuCl3
I = 2,5 A
t = 20 мин = 1200 с
F = 96500 Кл/моль
m (Ag) — ?
m (Cu) — ?
m (Au) — ?

1) Все металлы, катионами которых образованы данные соли, находятся в ряду активности металлов «после водорода», значит на катодах будет протекать реакция восстановления только металлов:

►Ag + + 1 = Ag 0 ; n = 1, M(Ag) = 108 г/моль;
►Cu 2+ + 2 = Cu 0 ; n = 2, M(Cu) = 64 г/моль;
►Au 3+ + 3 = Au 0 ; n = 3, M(Au) = 197 г/моль.

2) По формуле объединенного закона электролиза:

m (в-ва) = [M(в-ва) . I . t]/(n . F)

Вычисляем массы металлов, получим:

m(Ag) = (108 г/моль . 2,5 А . 1200 с)/ (1 . 96500 A . c/моль) = 3,358 = 3,36 г;
m(Cu) = (64 г/моль . 2,5 А . 1200 с)/ (2 . 96500 A . c/моль) = 0,995 = 1,00 г;
m(Au) = (197 г/моль . 2,5 А . 1200 с)/ (3 . 96500 A . c/моль) = 2,042 = 2,00 г;

Ответ: m(Cu) = 1 г, m(Ag) = 3,36 г, m(Au) = 2 г.

Электролиз — водный раствор — серная кислота

Электролиз водных растворов серной кислоты и сульфатов при больших плотностях тока ведет к образованию перекисных соединений с одновременным выделением кислорода и озона. Эти процессы давно привлекали внимание исследователей и изучались разными методами, но их механизм до сих пор неясен. Главное затруднение заключается в обнаружении первичных анодных реакций и выяснении роли в них поверхностных окислов электрода. [1]

Читайте также:  Как работает газовый котел в частном доме

Рассмотрим электролиз водного раствора серной кислоты , в литре которого содержится 1 грамм-ион водорода. [2]

При электролизе водного раствора серной кислоты за 40 мин получено 336 л гремучего газа. Чему равна сила тока. [3]

При электролизе водного раствора серной кислоты за 40 мин получено 336 л гремучего газа. Чему была равна сила тока. [4]

При электролизе водных растворов серной кислоты и едкого натра получают водород и кислород. Электролизом водных растворов солей получают щелочи, а электролизом расплава глинозема А12О3 в криолите Na3AlFe — алюминий. [5]

Рассмотрим, например, электролиз водного раствора серной кислоты на платиновых электродах. Очевидно, вначале оба электрода были в одинаковом состоянии. В процессе электролиза на электродах происходит выделение водорода и кислорода. Для того, чтобы эти газы достаточно быстро удалялись с электродов, необходимо чтобы их парциальные давления превышали атмосферное давление. [6]

В промышленности Н2О2 получают электролизом водного раствора серной кислоты в особых условиях. На аноде вместо кислорода выделяется перекись водорода. [7]

Кислотные аккумуляторы приготавливают ( заряжают) путем электролиза водного раствора серной кислоты ( 20 — 30 %) между двумя свинцовыми электродами, покрытыми сернокислым свинцом. [8]

Образование надсерной кислоты и иона персульфата происходит при электролизе водных растворов серной кислоты ( или сульфатов щелочных металлов) с гладким платиновым анодом при высоких плотностях тока. [9]

Электролитический газовый кулометр применяется для приближенных измерений малых количеств электричества; в нем измеряют общий объем водорода и кислорода, выделяющихся при электролизе водного раствора серной кислоты или гидратов окисей натрия, калия или бария, а из этой величины вычисляют количество прошедшего электричества. Если электролитом служит разбавленная кислота, следует пользоваться платиновыми электродами; для щелочных электролитов часто применяются никелевые электроды. Учитывая количество водяного пара, который присутствует в выделившихся газах, а также уменьшение объема раствора при электролизе воды и предполагая, что газы ведут себя как идеальные, можно подсчитать, что прохождение 1 кулона электричества должно сопровождаться образованием 0 174 см3 смеси водорода и кислорода при нормальных условиях. [10]

Читайте также:  Раздаточная коробка газ 71

Кислород нужен промышленности не меньше, чем человеку, поэтому получение его налажено в огромных масштабах: из воздуха сжижением и последующим фракционным отделением от других газов; электролизом водных растворов серной кислоты или какой-либо щелочи с применением нерастворимых электродов. [11]

Часто прохождение электрического тока через электролиты сопровождается химическими превращениями вещества. Рассмотрим, например, электролиз водного раствора серной кислоты . [12]

Точно так же осевшие на другом электроде атомы кислорода будут стремиться вступить в раствор в виде отрицательных ионов. Таким образом, мы имеем дело с гальваническим элементом, в котором источником электрической энергии является реакция образования воды путем соединения водорода с кислородом, т.е. процесс, обратный тому, который фактически осуществляется при электролизе водного раствора серной кислоты . Очевидно, что при электролизе ток будет проходить через электро-лит лишь в том случае, если приложенное извне напряжение больше встречного напряоюения гальванического элемента, образованного выделяющимися на электродах продуктами электролиза. [14]

Рассмотренные ранее обратимые гальванические элементы и электроды отличаются тем, что в условиях равновесия разряд ионов и переход ионов в раствор совершаются с одинаковыми скоростями и ток в цепи практически отсутствует. При электролизе, когда через систему от внешнего источника пропускается ток более или менее значительной силы, равновесие отсутствует и состояние электродов изменяется. Рассмотрим, например, электролиз водного раствора серной кислоты на платиновых электродах. Очевидно, вначале оба электрода были в одинаковом состоянии. В процессе электролиза на электродах происходит выделение водорода и кислорода. Для того чтобы эти газы достаточно быстро удалялись с электродов, необходимо, чтобы их парциальные давления превышали атмосферное давление. [15]

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector