рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел Религия
/
Вид работы: Лекции
/
Лекция 17. Электролиз расплавов и растворов солей

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Лекция 17. Электролиз расплавов и растворов солей

Лекция 17. Электролиз расплавов и растворов солей - Лекция, раздел Религия, Библиотека студента УГНТУ Ключевые Слова: Электролиз Расплавов И Раств...

Ключевые слова: электролиз расплавов и растворов солей, катод, инертный и активный анод, потенциал разложения.

Электролиз -окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при пропускании постоянного тока через систему, включающую электролит.

Химические реакции, протекающие при электролизе, осуществляются при помощи энергии электрического тока, подведённого извне. Следовательно, при электролизе происходит преобразование электрической энергии в химическую. Процессы окисления и восстановления в этом случае протекают раздельно, т.е. на различных электродах. Электрод, на котором происходит восстановление, называется катодом, а электрод, на котором происходит окисление, - анодом. Катод подключён к отрицательному полюсу, и поэтому к нему движутся катионы, анод – к положительному полюсу, к нему движутся анионы. Минимальный потенциал (В), при котором процесс электролиза становится возможным, называется потенциалом (напряжением) разложения. Его находят вычитанием электродного потенциала катиона из соответствующего значения электродного потенциала аниона, единица измерения вольт (В).

Электролиз расплава. Рассмотрим электролиз расплава СuCl₂, который диссоциирует на ионы Сu²⁺ и Cl⁻. При подключении напряжения к электродам через расплав начинает протекать электрический ток. Так, при электролизе расплава хлорида меди (II) электродные процессы могут быть выражены полуреакциями:

на катоде (–): Сu²⁺ + 2e → Cu⁰ – катодное восстановление

на аноде (+): 2 Cl^– – 2e → Cl₂ – анодное окисление

Общая реакция электрохимического разложения вещества представляет собой сумму двух электродных полуреакций, и для хлорида меди она выразится уравнением

Cu²⁺ + 2 Cl^– → Cu + Cl₂

Электролиз растворов осложняется участием в электродных процессах ионов Н⁺ и ОН⁻. Кроме того, молекулы воды сами могут подвергаться электродному окислению или восстановлению.

Катодные процессы в водных растворах при электролизе не зависят от материала катода, а только от природы катиона (табл. 1).

Анодные процессы в водных растворах зависят от материала анода и природы аниона. При рассмотрении анодных процессов следует иметь в виду, что материал анода в ходе электролиза может окисляться.

В связи с этим различают электролиз с инертным анодом и электролиз с активным анодом (растворимым). Инертным называется анод, материал которого не претерпевает окисления в ходе электролиза.

Таблица 1

Процессы, происходящие на катоде

Электрохимический ряд напряжений металлов
Li, K, Ca, Na, Mg, Al	Mn, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb	H	Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Меⁿ⁺не восстанавливается (остаётся в растворе) 2 Н₂О+ 2ē = Н₂↑+2 ОН⁻	Меⁿ⁺ + nē = Me° 2 H₂O + 2ē = H₂↑ + 2 OH⁻		Meⁿ⁺ + nē = Me°

Активным называется анод, материал которого может окисляться в ходе электролиза. В качестве материалов для инертных анодов чаще применяют графит, уголь, платину; для активных – медь, цинк, алюминий и т.д. (табл. 2).

Таблица 2

Процессы, происходящие на аноде

Анод	Кислотный остаток А^m⁻
бескислородный	кислородсодержащий
Нерастворимый (инертный) уголь, графит, платина, золото	J⁻, Br⁻, S²⁻, Cl⁻ Окисление А^m⁻ (кроме F⁻) А^m⁻ – m ē = A°	OH⁻, SO₄²⁻, NO₃⁻, F⁻ В щелочной среде: 4 ОН⁻ – 4 ē = О₂↑ + 2 Н₂О в кислой и нейтральной среде: 2 Н₂О – 4 ē = О₂↑ + 4 Н⁺
Растворимый (металлы средней активности)	Окисление металла - анода (анод): Ме° – nē = Meⁿ⁺ (раствор)

В случае электролиза растворов возможны конкурирующие реакции. Критерием, определяющим преимущество того или иного электродного процесса, служит величина его электродного потенциала. Чем выше потенциал, тем легче происходит восстановление на катоде и труднее осуществляется окисление на аноде.

Контрольные вопросы:

1.Основные понятия: электролиз, катод, инертный и активный анод, потенциал разложения.

2. Написать электролизы расплавов солей: K₂S, LiBr, AlCl₃, CaF₂.

3. Написать электролизы растворов солей с активным и инертным анодом: ZnF₂, AgNO₃, H₃PO₄, NaOH, BaS.

Список рекомендуемой литературы:

1. Глинка Н.Л. Общая химия: учеб. пособие для вузов / Н.Л. Глинка. - М.: КНОРУС, 2009. - С. 302 - 313.

2. Коровин Н.В. Общая химия: учебник для технических направл. и спец. вузов - 7-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2006. - С. 284 - 300.

Ф.Б. Шевляков

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Библиотека студента УГНТУ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования... Уфимский государственный нефтяной технический университет... Библиотека студента УГНТУ КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ для студентов...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Лекция 17. Электролиз расплавов и растворов солей

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

КРАТКИЙ КУРС ЛЕКЦИЙ
ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ХИМИЯ» для студентов нехимических специальностей Под общей редакцией профессора С.С. Злотского и профе

Для студентов нехимических специальностей: ПГ, БПГ, ПС, БПС, ВВ, ДС, ЭС, ГФ
Модуль 1 «Реакционная способность веществ». Лекции – 8 ч, практические занятия – 4 ч, домашнее задание № 1 Номер темы Вопросы

Лекция 1. Квантово-механическая модель строения атома
Ключевые слова: атом, корпускулярно-волновые свойства атомов, принцип неопределенности, квантовые числа, орбиталь, уровни и подуровни орбиталей. Атом - хи

Лекция 2. Электронные конфигурации атомов. Периодический Закон. Периодическая система Д.И. Менделеева
Ключевые слова: электронная структура атомов, последовательность энергетических уровней и подуровней атомов, принципы заполнения атомных орбиталей электронами, периодический зак

Лекция 3. Основные типы химической связи. Ковалентная связь
Ключевые слова: типы химической связи: ионная, металлическая, ковалентная, σ - и - связи, свойства ковалентной связи, механизмы образования связи, валентность.

Полярность и поляризуемость ковалентной связи и молекул
Ключевые слова: направленность ковалентной связи, геометрия молекул, гибридизация, гибридные орбитали, полярность, поляризуемость, электрический момент диполя.

Лекция 5. Межмолекулярные взаимодействия. Водородная связь
Ключевые слова: межмолекулярное взаимодействие, разновидности взаимодействия, механизмы взаимодействий, водородная связь. Электрически нейтральные

Лекция 6. Химическая термодинамика
Ключевые слова: первый и второй законы термодинамики, стандартная теплота образования вещества, энтальпия, закон Гесса и следствия из него, энтропия, энергия Гиббса, направление хи

Лекция 7. Химическая кинетика
Ключевые слова: скорость химических реакций, закон действия масс, правило Вант-Гоффа, уравнение Аррениуса, энергия активации, гомогенный и гетерогенный катализ.

Лекция 8. Химическое равновесие
Ключевые слова: обратимые и необратимые химические реакции, химическое равновесие в гомо- и гетерогенных системах, константа равновесия, смещение химического равнов

Лекция 9. Растворы. Способы выражения концентрации растворов. Свойства растворов
Ключевые слова: растворы, растворенное вещество, растворитель, растворимость, насыщенные и ненасыщенные растворы, массовая доля растворенного вещества, молярность, нормальность, мо

Лекция 10. Дисперсные системы. Поверхностные явления
Ключевые слова: дисперсионная среда, дисперсная фаза, адсорбция, поверхностно-активные вещества (ПАВ). Дисперсные системы – гетерогенные системы, состоящие

Типы гетерогенных дисперсионных систем
(классификация по агрегатным состояниям) Агрегатное состояние дисперсионной среды Агрегатное состояние дисперсной фазы газообразное

Диссоциация
Ключевые слова: электролиты, сольватация, степень диссоциации, константа диссоциации, ионная сила раствора, активность ионов, коэффициент активности, закон разбавле

Водородный показатель
Ключевые слова:ионное произведение воды, водородный показатель (рН), гидроксильный показатель (рОН), кислота, основание, расчеты рН в растворах кислот и оснований.

Расчет рН в растворах сильных и слабых кислот
1. Поскольку диссоциация сильной кислоты (HNO3, HCl, H2SO4, HI, HBr, HСlO4) протекает практически полностью, можно считать: [H+] = Скисл

Расчет рН в растворах сильных и слабых оснований
1. Диссоциация сильного основания (LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, FrOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2) протекает практически полностью: NaOH Na+ + OH

Лекция 13. Произведение растворимости. Ионно-обменные реакции
Ключевые слова:малорастворимые сильные электролиты, произведение растворимости, растворимость, ионно-обменные реакции, реакция нейтрализации. Насыщенный ра

Лекция 14. Гидролиз солей. Буферные растворы
Ключевые слова: гидролиз, гидролиз по катиону, гидролиз по аниону, гидролиз по катиону и аниону, константа гидролиза(Кг),степень гидролиза(h),рH растворов солей, буферные растворы,

Лекция 15. Окислительно-восстановительные реакции
Ключевые слова: окислительно-восстановительные реакции (ОВР), степень окисления, окислитель, восстановитель, окисление, восстановление, метод электронного баланса, метод ионно-элек

Лекция 16. Понятие «Электродный потенциал». Электрохимические процессы
Ключевые слова:электродный потенциал, гальванический элемент, электрохимические цепи, стандартный водородный электрод, стандартный электродный потенциал металла, ря

Лекция 18. Общие свойства металлов
Ключевые слова: Металлическая связь, электронный газ, ряд активности металлов, активные металлы, металлы средней активности, благородные металлы, тугоплавкие металлы, «амфотерные»

Химические свойства металлов
Главным признаком металлов как химических веществ является их способность терять электроны при взаимодействии с другими атомами, проявляя восстановительные свойства. В соответствии с восстановитель

Лекция 19. Коррозия металлов. Методы защиты от коррозии
Ключевые слова: электрохимическая и химическая коррозия металлов, способы защиты от коррозии. Коррозия – самопроизвольный окислительно-вос

Применение коррозионно-стойких материалов.
3. Обработка коррозионной среды реагентами.В роли реагентов, замедляющих коррозию, выступают ингибиторы. В зависимости от природы металла и окружающей среды применяются различные и

Лекция 20. Металлы главной подгруппы II группы. Жесткость воды
Ключевые слова: физические и химические свойства металлов, оксиды, гидроксиды, соли металлов IIА группы. Жесткость воды, устранение жесткости. В главную под

Лекция 21. Конструкционные металлы. Алюминий. Хром. Железо
Ключевые слова: физические и химические свойства металлов, оксиды, гидроксиды, соли металлов. Алюминий– основной представитель металлов главной подгруппы I

Лекция 22. Полимеры
Ключевые слова: полимер, мономер, полимеризация, поликонденсация, пластмассы, эластомеры, каучуки, резины. Высокомолекулярными соединениями (ВМС), или полимерами, называют

Лекция 23. Химическая идентификация, анализ вещества
Ключевые слова: химическая идентификация, качественный и количественный анализ, аналитический сигнал, аналитическая реакция, групповой реагент, специфические реак

Дополнительная
2.1. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия: учебник для вузов – 4-е изд. испр. – М: Высшая школа, 2002. – 743 с. 2.2. Карапетьянц М.Х., Дракин С.И. Общая и неорганическая химия: учебни