Составить схему электролиза раствора соли, в который погружен анод в электрохимической системе:
1)Если электроды из графита
2)Если электроды из металла анода ГЭ.
Найти массу обр. на электродах веществ при протекании тока 6 А в течение 30 минут. как изменится масса анода, если он сделан из металла?
Ca| CaCl2 || FeCl2 | Fe - ГЭ.
1) Схема электролиза раствора соли, в котором электроды из графита:
анод (окисление) | раствор CaCl2 | катод (восстановление)
||
||
||
||
||
||
\/
[электролиз]
В данном случае, на аноде происходит окисление, а на катоде - восстановление. При электролизе раствора CaCl2, проходит процесс следующей реакции:
2Cl- → Cl2 + 2e- (на аноде)
Ca2+ + 2e- → Ca (на катоде)
2) Схема электролиза раствора соли, в котором электроды из металла анода:
анод (окисление) | раствор CaCl2 | катод (восстановление)
||
||
||
||
||
||
\/
[электролиз]
В данном случае, на аноде также происходит окисление, а на катоде - восстановление. Однако, при использовании металлического анода ГЭ, процесс окисления будет другим.
3) Вычисление массы образовавшихся веществ на электродах:
Для расчета массы образующихся веществ на электродах, нам необходимо знать продолжительность протекания тока в течение 30 минут. Также, нам нужно учесть мольные массы веществ.
В нашей задаче, нам дан ток 6 А в течение 30 минут. Чтобы рассчитать количество заряда, прошедшего через систему, используем уравнение:
Q = I * t
где Q - количество заряда (Кл), I - сила тока (А), t - время (сек).
Так как нам дано время в минутах, переведем его в секунды:
t = 30 мин * 60 сек/мин = 1800 сек
Теперь, можно рассчитать количество заряда:
Q = 6 А * 1800 сек = 10800 Кл
В нашем случае, масса образующихся веществ связана с количеством протекшего через систему заряда. Зная количество заряда, мы можем рассчитать массу образовавшихся веществ по следующим формулам:
m = Q / F * M
где m - масса вещества (г), Q - количество заряда (Кл), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль), M - мольная масса вещества (г/моль).
Для процесса окисления Cl- (на аноде) масса образовавшегося хлора (Cl2) будет:
m(Cl2) = Q / F * M(Cl2)
M(Cl2) = 70.9 г/моль (молярная масса хлора)
m(Cl2) = 10800 Кл / 96485 Кл/моль * 70.9 г/моль
m(Cl2) = 8 г
Это означает, что масса хлора, образующегося на аноде, составит 8 г.
Для процесса восстановления Ca2+ (на катоде) масса образовавшегося кальция (Ca) будет:
m(Ca) = Q / F * M(Ca)
M(Ca) = 40.1 г/моль (молярная масса кальция)
m(Ca) = 10800 Кл / 96485 Кл/моль * 40.1 г/моль
m(Ca) = 4.5 г
Это означает, что масса кальция, образующегося на катоде, составит 4.5 г.
4) Изменение массы анода при использовании металлического анода:
Если анодом служит металл, то окисление происходит металлического анода и на него накладывается слой окислов активного анода. В результате электролиза масса анода уменьшается из-за образования окислов металла. При использовании анода из металла ГЭ, масса анода будет уменьшаться по мере образования окислов металла.
Изменение массы анода можно рассчитать, зная массу образующихся окислов по формуле:
Δm = m(Анод, начальная) - m(Анод, конечная)
где Δm - изменение массы анода (г), m(Анод, начальная) - начальная масса анода (г), m(Анод, конечная) - конечная масса анода (г).
Зная, что масса хлора, образующегося на аноде, составляет 8 г, мы можем использовать эту информацию для расчета изменения массы анода:
Δm = 8 г
Это означает, что масса анода уменьшится на 8 г после протекания тока в течение 30 минут.
Надеюсь, ответ был понятен и исчерпывающим. Если у вас возникнут еще вопросы или нужна дополнительная информация, не стесняйтесь задавать!