Question

Составьте уравнения электродных реакций, протекающих при электролизе раствора CuSO4 с растворимым медным анодом и нерастворимым графитовым анодом. Рассчитайте, сколько растворится меди на аноде при пропускании тока силой 10 А в течение 3 ч.

Answer 1

Применим II закон Фарадея

m = ЭIt/F = ЭIt/96500

Э_Cu = 64/2 = 32 г/моль

m =32∙10∙3∙3600/96500 = 35,8 г

E⁰(Cu²⁺/Cu) = 0,34 В

E⁰(H₂O/H⁺) = -0,41 В

E⁰(H₂O/O₂) = 0,82 В

Растворимый медный анод:

На катоде возможно восстановление меди и воды. Но потенциал меди имеет более положительное значение, чем потенциал восстановления воды (E⁰(H₂O/H⁺) = -0,41 В), поэтому на катоде будет восстанавливаться медь. На аноде также возможно окисление меди или воды и, т.к. потенциал меди имеет меди имеет меньшее значение, чем потенциал окисления воды (E⁰(H₂O/O₂) = 0,82 В), то на аноде будет окисляться медь:

К: Cu²⁺ + 2e = Cu⁰

A: Cu⁰ – 2e = Cu²⁺

Cu²⁺ + Cu⁰ = Cu⁰ + Cu²⁺

Инертный нерастворимый анод:

Соль состоит из катиона неактивного металла и аниона кислородсодержащей кислоты. В этом случае на катоде происходит восстановление меди, а на аноде окисление воды:

K: Cu²⁺ + 2e^— = Cu

A: 2H₂O -4e^— = O₂ + 4H⁺

2Cu²⁺ + 2H₂O = 2Cu + O₂ + 4H⁺

2CuSO₄ + 2H₂O = 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄