Question

Составьте электродные уравнения процессов, происходящих на инертных электродах, при электролизе водного раствора соли AuCl3 и при заданных условиях: сила тока I=4A и время t=0,5ч. Вычислите массы (и объемы, если вещества газообразные) веществ, выделившихся на катоде и аноде при 100% выходе по току на катоде и 95% – на аноде.

Answer 1

На аноде выделяются хлор и кислород (кислородная деполяризация)
А(+) 2Н2О – 4ē → О2↑ + 4Н+ , ƒэкв(О2) = ¼
2Cl– – 2ē → Cl2↑ , ƒэкв(Cl2) = ½
На катоде выделяется золото:
K(–) Au3+ + 3ē → Au, ƒэкв(Au) = ⅓

По закону Фарадея:
m= Bt ∙ М ∙ ƒэкв ∙ I ∙ t / F
V= Bt ∙ Vm ∙ ƒэкв ∙ I ∙ t / F
m(Au) = 197,0 г/моль ∙ 0,33 ∙ 4 А ∙ 30 мин. ∙ 60 с/мин / 96485 Кл/моль = 4,900 г
m(О2) = 0,95 ∙ 32,0 г/моль ∙ 0,25 ∙ 4 А ∙ 30 мин. ∙ 60 с/мин / 96485 Кл/моль = 0,5671 г ≈ 0,57 г
V(О2) = 0,95 ∙ 22,4 л/моль ∙ 0,25 ∙ 4 А ∙ 30 мин. ∙ 60 с/мин / 96485 Кл/моль = 0,3970 л ≈ 0,40 л
m(Cl2) = 0,95 ∙ 70,91 г/моль ∙ 0,5 ∙ 4 А ∙ 30 мин. ∙ 60 с/мин / 96485 Кл/моль = 2,513 г ≈ 2,5 г
V(Cl2) = 0,95 ∙ 22,4 л/моль ∙ 0,5 ∙ 4 А ∙ 30 мин. ∙ 60 с/мин / 96485 Кл/моль = 0,7940 л ≈ 0,79 л