ВУЗы и колледжи
составить схему электролиза раствора MnSO4
соствьте схему электролиза раствора MnSO4 и расчитайте массу металла, выделяющегося на катоде при I=1,9A, t=45 мин, Bi=25%. анод не растворимый
Надо понимать, что обозначение Bi = 25%, означает выход продукта реакции
I =1,9A
t = 45 мин = 2700 с
q = 0,25 (выход = 25%)
Соль MnSO4 образована слабым основанием и сильной кислотой, поэтому в растворе будет подвергаться гидролизу
MnSO4 + 2Н2О = Mn(ОН) 2↓ + Н2SO4
Mn(2+) + 2Н2О = Mn(ОН) 2↓ + 2Н (+) – среда кислая (рН < 7)
Итак, имеем электролиз в кислой среде с инертным анодом.
Катодный процесс
На катоде могут протекать два процесса – восстановление ионов Mn(2+) и восстановление ионов водорода Н (+).
2Н (+) + 2е = Н2 (pH ≤ 7); φ(2Н (+)/Н2) = – 0,41 В
Mn(2+) + 2e = Mn; φ(Mn(2+)/Mn) = – 1,18В (при инертном аноде)
Поскольку электродный потенциал восстановления ионов водорода больше, чем электродный потенциал восстановления ионов марганца Mn(2+), то на катоде будут восстанавливаться ионы водорода Н (+).
Катод (-) 2Н (+) + 2е = Н2 (pH < 7)
Анодный процесс
На аноде могут протекать два процесса – электрохимическое окисление воды с выделением кислорода и окисление аниона. Однако, поскольку в растворе находятся анионы SO4(2-), в которых сера имеет высшую степень окисления, то дальнейшее окисление аниона невозможно. Следовательно, в растворе будет протекать электрохимическое окисление воды.
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2↑ + 4Н (+) (рН ≤ 7)
Схема электролиза
Катод (-) 2Н (+) + 2е = Н2 | 2 - восстановление
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2 + 4Н (+) | 1 – окисление
Ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
4Н (+) + 2Н2О = 2Н2↑ + О2↑ + 4Н (+)
Молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
2Н2О = 2Н2↑ + О2↑
Фактически при электролизе раствора MnSO4 протекает электролиз воды, и на катоде в результате электролиза будет выделяться не металл, а водород.
Электрохимический эквивалент водорода, выделившегося на катоде.
k(Н2) = M(Н2)/(z(Н2)*F) = 2/(2* 96500) = 1,04*10^(-5) г/Кл
M(Н2) = 2 г/моль – молярная масса водорода
z(Н2) = 2 – число принятых ионами Н (+) электронов при восстановлении до молекулярного водорода Н2.
2Н (+) + 2e = Н2
По первому закону Фарадея теоретическая масса выделившегося на катоде водорода
m(Н2)теор = q*k(Н2) = I*t*k(Н2) = 1,9*2700*1,04*10^(-5) = 0,05 г
Фактическая масса выделившегося на катоде водорода
m(Н2)факт = m(Н2)теор*q = 0,05*0,25 = 0,0125 г
Количество вещества фактически выделившегося на катоде водорода
n(H2) = m(H2)/M(H2) = 0,0125/2 = 0,00625 моль
Объем фактически выделившегося на катоде водорода
V(H2) = n(H2)*Vm = 0,00625*22,4 = 0,14 л
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем (1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л)
I =1,9A
t = 45 мин = 2700 с
q = 0,25 (выход = 25%)
Соль MnSO4 образована слабым основанием и сильной кислотой, поэтому в растворе будет подвергаться гидролизу
MnSO4 + 2Н2О = Mn(ОН) 2↓ + Н2SO4
Mn(2+) + 2Н2О = Mn(ОН) 2↓ + 2Н (+) – среда кислая (рН < 7)
Итак, имеем электролиз в кислой среде с инертным анодом.
Катодный процесс
На катоде могут протекать два процесса – восстановление ионов Mn(2+) и восстановление ионов водорода Н (+).
2Н (+) + 2е = Н2 (pH ≤ 7); φ(2Н (+)/Н2) = – 0,41 В
Mn(2+) + 2e = Mn; φ(Mn(2+)/Mn) = – 1,18В (при инертном аноде)
Поскольку электродный потенциал восстановления ионов водорода больше, чем электродный потенциал восстановления ионов марганца Mn(2+), то на катоде будут восстанавливаться ионы водорода Н (+).
Катод (-) 2Н (+) + 2е = Н2 (pH < 7)
Анодный процесс
На аноде могут протекать два процесса – электрохимическое окисление воды с выделением кислорода и окисление аниона. Однако, поскольку в растворе находятся анионы SO4(2-), в которых сера имеет высшую степень окисления, то дальнейшее окисление аниона невозможно. Следовательно, в растворе будет протекать электрохимическое окисление воды.
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2↑ + 4Н (+) (рН ≤ 7)
Схема электролиза
Катод (-) 2Н (+) + 2е = Н2 | 2 - восстановление
Анод (+) 2Н2О – 4е = О2 + 4Н (+) | 1 – окисление
Ионное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
4Н (+) + 2Н2О = 2Н2↑ + О2↑ + 4Н (+)
Молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции.
2Н2О = 2Н2↑ + О2↑
Фактически при электролизе раствора MnSO4 протекает электролиз воды, и на катоде в результате электролиза будет выделяться не металл, а водород.
Электрохимический эквивалент водорода, выделившегося на катоде.
k(Н2) = M(Н2)/(z(Н2)*F) = 2/(2* 96500) = 1,04*10^(-5) г/Кл
M(Н2) = 2 г/моль – молярная масса водорода
z(Н2) = 2 – число принятых ионами Н (+) электронов при восстановлении до молекулярного водорода Н2.
2Н (+) + 2e = Н2
По первому закону Фарадея теоретическая масса выделившегося на катоде водорода
m(Н2)теор = q*k(Н2) = I*t*k(Н2) = 1,9*2700*1,04*10^(-5) = 0,05 г
Фактическая масса выделившегося на катоде водорода
m(Н2)факт = m(Н2)теор*q = 0,05*0,25 = 0,0125 г
Количество вещества фактически выделившегося на катоде водорода
n(H2) = m(H2)/M(H2) = 0,0125/2 = 0,00625 моль
Объем фактически выделившегося на катоде водорода
V(H2) = n(H2)*Vm = 0,00625*22,4 = 0,14 л
Vm = 22,4 л/моль – молярный объем (1 моль газа при нормальных условиях занимает объем 22,4 л)
при электролизе MnSO4 будут на катоде протекать конкурирующие реакции: восстановление металла и выделение водорода (марганец в ряду напряжений между Al3+ и H+)
Mn(2+)+2e=Mn
2Н (+) + 2е = Н2
m=M*I*t*Bi/n*F=55*1.9*2700*0,25/96500*2=0,37 г - чего-то маловато
думаю так, хотя Аделина все хорошо по полочкам разложила
Mn(2+)+2e=Mn
2Н (+) + 2е = Н2
m=M*I*t*Bi/n*F=55*1.9*2700*0,25/96500*2=0,37 г - чего-то маловато
думаю так, хотя Аделина все хорошо по полочкам разложила
Похожие вопросы
- 1) как изменится концентрация ионов соли при электролизе раствора KJ (Электроны инертны)? 2)какой п
- электролиз раствора K2SO4 проводили с нерастворимыми электродами при силе тока 2.68 А в течение 1 ч.
- кАКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРОИСХОДЯТ НА АНОДЕ И КАТОДЕ ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ РАСТВОРА AgNO3 ,если анод серебрянный?
- составьте схему напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите эдс гальванического элемента
- Помогите составить схемы
- помогите составить схему гальванического элемента
- Помогите составить схему органов государственной власти РФ!!!
- помогите составить схему предложения, я совсем забл как это делается
- помогите составить схему предложения, я совсем забл как это делается
- Составьте схему гальванического элемента, электродами которого является стандартный водородный электрод и никилевый, опу