Рассмотрите катодные и анодные процессы при электролизе водных растворов веществ с инертными . рассчитайте массу или объ-ем (при нормальных условиях для газов) продуктов, выделяющихся на электродах при пропускании через раствор в течение 1 часа тока силой 1 а: naoh
Перед тем, как рассмотреть катодные и анодные процессы при электролизе водных растворов NaOH, давайте обсудим некоторые основные понятия.
Электролиз - это процесс разложения вещества под действием постоянного электрического тока. В нем происходят два параллельных процесса: окисление (анодный процесс) и восстановление (катодный процесс). Анод - это положительный электрод, на котором происходит окисление, а катод - это отрицательный электрод, на котором происходит восстановление.
Теперь перейдем к рассмотрению электролиза водного раствора NaOH.
Для начала, давайте узнаем, какие ионы содержатся в растворе NaOH. NaOH - это соль, состоящая из катиона Na+ и аниона OH-. При растворении в воде эта соль диссоциирует на ионы Na+ и OH-.
При электролизе водного раствора NaOH на аноде (положительный электрод) происходит анодный процесс, а на катоде (отрицательный электрод) протекает катодный процесс.
Анодный процесс:
На аноде происходит окисление ионов OH-:
4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-
Катодный процесс:
На катоде происходит восстановление ионов Na+:
2Na+ + 2e- -> 2Na
Теперь посчитаем массу продуктов электролиза, выделяющихся на электродах в течение 1 часа тока силой 1 ампер.
Для расчета массы продукта необходимо использовать закон Фарадея, который гласит, что количество вещества, выделяющегося на электроде, пропорционально количеству электричества, протекающего через электролит.
Для начала нужно вычислить количество электричества, прошедшего за 1 час тока силой 1 ампер. Количество электричества определяется по формуле:
Q = I * t,
где Q - количество электричества (количество заряда), I - сила тока, t - время.
Из условия дано, что I = 1 ампер, t = 1 час = 3600 секунд. Подставляем значения:
Q = 1 А * 3600 с = 3600 Кл (кулон).
Так как каждый моль электронов переносит заряд 1 фарадея (96 485 Кл/моль), то можно рассчитать количество молей электронов, участвующих в реакциях на электродах:
n(электроны) = Q / F,
где n(электроны) - количество молей электронов, Q - количество электричества, F - фарадей (константа).
Подставляем значения:
n(электроны) = 3600 Кл / 96485 Кл/моль = 0.0373 моль.
Теперь, зная количество молей продуктов, можно рассчитать их массу или объем.
Для анодного процесса:
Исходя из анодного процесса 4OH- -> O2 + 2H2O + 4e-, видно, что на каждые 4 прошедших электрона образуется 1 молекула O2.
Молярная масса кислорода (O2) равна 32 г/моль.
Таким образом, масса кислорода, выделяющегося на аноде, равна:
масса O2 = 0.0373 моль * 32 г/моль = 1.19 г.
Для катодного процесса:
Исходя из катодного процесса 2Na+ + 2e- -> 2Na, видно, что на каждые 2 прошедших электрона образуется 1 моль натрия (Na).
Молярная масса натрия (Na) равна 22.99 г/моль.
Таким образом, масса натрия, выделяющегося на катоде, равна:
масса Na = 0.0373 моль * 22.99 г/моль = 0.86 г.
Объемами газов можно пренебречь, так как они образуются в реакциях на электродах и выходят в атмосферу.
Итак, при пропускании через раствор NaOH в течение 1 часа тока силой 1 ампер, на аноде будет выделяться 1.19 г кислорода, а на катоде - 0.86 г натрия.
Надеюсь, данное пояснение и решение помогли вам в понимании процесса электролиза водного раствора NaOH. Если у вас остались какие-либо вопросы, буду рад помочь!