Question

При электролизе водного раствора сульфата никеля с никелевым анодом в течении 10 минут при силе тока в 5А масса анода уменьшилась на 0,9 г. Вычислить выход по току, приведите электронные уравнения процессов, протекающих на электродах при электролизе сульфата никеля с никелевым анодом.

Answer 1

2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОН– , φ°(рН=7) = –0,413 В
Ni+2 + 2ē → Ni , φ° = − 0,250 В > –0,413 В ,
При электролизе нейтрального раствора NiSO4 на катоде в основном происходит разряд ионов Ni2+ и выделение металла. На аноде происходит противоположный процесс— окисление металла, так как потенциал никеля намного меньше потенциала окисления воды, а тем более—потенциала окисления иона SO42- . Таким образом, в данном случае электролиз сводится к растворению металла анода и выделению его на катоде. (Этот процесс применяется для электрохимической очистки никеля.)
На катоде: Ni+2 + 2ē → Ni
На аноде: Ni – 2ē → Ni+2

По закону Фарадея:
m = M ∙ ƒэкв ∙ I ∙ t / F
t = 10 мин = 600 с
I = 5А
ƒэкв (Ni) = ½
m(Ni) теор. = 58,7 ∙ 0,5 ∙ 5 ∙ 600 / 96485= 0,912 г ≈ 0,9 г
Выход по току η = Qфакт/ Qтеор =1, т.е. практ. выход равен теоретически рассчитанному.