Закони електролізу - студопедія

Процеси електролізу підпадають під дію законів Фарадея:

Маса електроліту, що зазнала хімічному перетворенню, а також маси речовин, що виділилися на електродах, прямо пропорційні кількості електрики, що пройшла через розплав або розчин електроліту.

При пропущенні однакової кількості електрики через розчини або розплави різних електролітів маса речовин, що виділяються на електродах, пропорційна їх хімічним еквівалентів.

Для розрахунків використовують об'єднане рівняння законів Фарадея:

де m - маса електроліту, що зазнала хімічному перетворенню, або маса речовини, яка виділяється на електроді, г; Ме - молярна маса еквівалентів речовини, г / моль; J - сила струму, А; t - час електролізу, с; F - число Фарадея (96500 Кл / моль).

Молярна маса еквівалентів речовини розраховується за формулою:

де М - молярна маса речовини, г / моль;

n - число електронів, що беруть участь в електродному процесі.

Для розрахунку обсягів газоподібних продуктів електролізу в законі Фарадея молярна маса еквівалентів речовини Ме замінюється на молярний об'єм еквівалента газу при нормальних умовах (Vе), який розраховується за формулою:

де 22,4 - це обсяг, який займає 1 моль будь-якого газу при нормальних умовах, л; n - число. відданих або прийнятих 1 моль газу.

Під час проведення електролізу в реальних умовах, внаслідок побічних процесів маса речовини, яка виділяється на електроді, виявляється менше маси, розрахованої згідно із законом Фарадея. Відношення маси речовини, отриманої при електролізі (mпракт.) До маси речовини, розрахованої згідно із законом Фарадея (mтеор.), Виражене у відсотках, називається виходом за струмом (Вт):

Приклад 1. Складіть електронні рівняння електродних процесів, що протікають при електролізі розчину CuSO4. Визначте масу міді і обсяг газу, що виділилися на електродах при проходженні струму силою 5 А протягом 2 годин.

Рішення. У водному розчині CuSO4 дисоціює за схемою

При електролізі розчину солі CuSO4 на катоді будуть відновлюватися іони Cu 2+. а на аноді - окислюватися молекули води.

Катод (-): Cu 2+ + 2 ® Cu 2