Question

Электролиз раствора Na2SO4 проводили в течение 5 ч при силе тока 7 А. Составьте электронные уравнения процессов, происходящих на электродах. Какая масса воды при этом разложилась и чему равен объем газов (н.у.), выделившихся на катоде и аноде? Ответ: 11,75 г; 14,62 л; 7,31 л.

Answer 1

В прикатодном пространстве в основном находятся молекулы воды и катионы Na+.
Восст. потенциал Na+ очень низок, поэтому на катоде восст. м-лы воды и выделяется водород (водородная деполяризация катода):
К(+) 2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОН-
В прианодном пространстве в основном находятся молекулы воды и анионы SO42-.
Восст. потенциал SO42- очень высок (ок. пот-л низок), поэтому на аноде окисл. м-лы воды и выделяется кислород (кислородная деполяризация анода):
А(–) 2Н2О – 4ē → О2↑ + 4Н+
Суммарное уравнение электролиза - разложение воды: 2H2O → 2Н2↑ + О2↑

По закону Фарадея:
V = Vэ ∙ I ∙ t / F = Vm ∙ I ∙ t / (F ∙ z)
В ОВР z = числу молей е- на 1 моль в-ва
2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОН- , отсюда z(Н2)=2
2Н2О – 4ē → О2↑ + 4Н+ , отсюда z(О2)=4
t =5 ч = 18000 с
I = 7 А
F = 96500 Кл/моль
V(Н2) = 22,4 ∙ 7 ∙ 18000 / (96500 ∙ 2) = 14,62 л
V(О2) = 22,4 ∙ 7 ∙ 18000 / (96500 ∙ 4) = 7,311 л
m(Н2О) = V(Н2) ∙ М(Н2О) / Vm = 14,62 л ∙ 18,02 / 22,4 = 11,75 г