Question

Вычислите массы веществ, образующихся в прикатодном и прианодном пространстве, при электролизе раствора K2SO4 в течение 0,5 ч и силе тока 5 А. Напишите уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение электролиза.

Answer 1

В прикатодном пространстве в основном находятся молекулы воды и катионы K+.
Восст. потенциал K+ 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:
m = mэ ∙ I ∙ t / F = М ∙ 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 =0,5 ч = 1800 с
I = 5 А
F = 96485 Кл/моль
m(Н2) = 2,0 ∙ 5 ∙ 1800 / (96500 ∙ 2) = 0,0933 г
m(О2) = 32,0 ∙ 5 ∙ 1800 / (96500 ∙ 4) = 0,746 г