химический каталог




Курс общей химии

Автор Э.И.Мингулина, Г. Н.Масленникова, Н.В.Коровин, Э.Л.Филиппов

ОН-, или другие ионы, или недиссоциированные молекулы восстановителей, присутствующие в растворе. Как видно из рис. VI 1.9, потенциал кислородного электрода в широкой области рН отрицательнее потенциалов галоидных ионов (за исключением иона 1~). Однако при наличии в растворе ионов галогенов вследствие высокой поляризации реакции выделения кислорода в первую очередь на аноде выделяется иод, затем — бром. При наличии ионов С1~ в растворе при малых плотностях тока идет выделение кислорода, при высоких плотностях тока наряду с этой реакцией идет также окисление ионов С1~ и выделение С12. Фтор из-за положительного значения потенциала не может быть выделен из водных растворов на аноде, его получают электролизом расплавленных фторидов. На аноде не окисляются также ионы S05~, POj~, NOJT, поэтому в их присутствии в растворе на нерастворимом аноде протекает лишь реакция выделения кислорода*.

Рассмотрим электролиз с нерастворимым анодом водных растворов нескольких солей:

а) раствор Na2S04 при аыа+= 1 моль/л и asor= I моль/л.

В растворе Na2S04 имеются ионы Na+, SO2-, Н+ и ОН"~:

Na2S042Na++ SOI"; Н20 Н+ + ОЫ

В нейтральной среде (рН 7,0) потенциал водородного электрода при /?н,= 1 и 25 °С равен

Ен+/н2= — 0,059 рН = — 0,059-7 = — 0,413 В.

Так как Еыа+/Na — — 2,7 В<сЕн+/нг, то на катоде будет выделяться водород, на аноде — кислород. При электролизе раствора Na2S04 протекают реакции по уравнениям:

на катоде 2Н20 -\~ 2е~ — Н2 -f 20Н~

на аноде Н20 — 2е~ 1/г02 ~Ь 2Н+

в растворе 2Н+ -f 20Н~ *=t 2Н20

Суммарной является реакция разложения воды:

н2о = н2 + 7аОя

б) раствор NaCl при aNa+ = 1 моль/л и aci-= I моль/л.

В растворе NaCl имеются ионы Na+, С1~, Н+ и ОН":

NaCl _ Na+ + СГ; HsO Н+ + ОН"

На катоде будет выделяться водород. На аноде возможны две реакции по уравнениям:

* Ионы SO4 могут окисляться до S2Oe при высоком анодном потенциале (табл. VI 1.2), который обычно не достигается.

2С1" - 2е~ — С12; Н20 - 2е~ -* 7202 + 2Н+ При aCi = 1,0 моль/л Еа2/с1-= + 1.356 В.

2СГ-2е"*СЬ

В нейтральном растворе равновесный потенциал кислородного электрода при р0 = 1, согласно уравнению (VII. 12), равен

?о2/ОН- = 1,23 - 0,059рН = + 0,817 В.

Ро2

Рис. VII.10. Поляризационные кривые анодного выделения кислорода н хлора

Как видно, равновесный потенциал кислородного электрода отрицательнее равновесного потенциала хлорного электрода. Однако выделение кислорода протекает со значительно более высокой поляризацией, чем выделение хлора (рис. VII. 10), поэтому при малых плотностях тока выделяется лишь кислород, при потенциале Ej токи на выделение хлора и кислорода сравниваются, а при потенциале Е2 (высокая плотность тока) выделяется в основном хлор. Таким образом, при электролизе раствора NaCl на катоде выделяется водород, а на аноде — хлор, т. е. наряду с электролизом воды идет процесс

2Н+ + 20Н~ + 2Na+ -f 2СГ Н2 + 2Na+ -f 20Н~ + С12

Кроме водорода, хлора (а также кислорода при электролизе воды) в результате реакций получают щелочь NaOH. При высоких плотностях тока электролиз воды практически не происходит.

Применение электролиза. Электролиз широко используется в различных областях народного хозяйства. Практически нет ни одной отрасли техники, где бы он ни применялся.

В энергетике водород, полученный электролизом, используют для охлаждения генераторов на тепловых и атомных электростанциях.

Электролизом растворов солей получают медь, цинк, кадмий, никель, кобальт, марганец и другие металлы. В этих процессах используют нерастворимые аноды. На катоде происходит разряд ионов металла из растворов, которые получают при физической и химической обработке руд. Метод электролиза используют для рафинирования (очистки) металлов: меди, золота, серебра, свинца, олова и др. При рафинировании анодом служит очищаемый металл. На аноде растворяются основной металл и примеси, потенциал которых отрицательнее потенциала основного металла. Примеси, имеющие более положительный потенциал, выпадают из анода в виде шлама.

На катоде в первую очередь выделяется металл, имеющий наиболее положительный потенциал. Так как потенциалы меди, серебра, свинца и олова положительнее, чем потенциалы других металлов (примесей), то каждый из этих металлов в первую очередь выделяется на катоде, а примеси остаются в растворе. При малой концентрации примесей их потенциалы в соответствии с уравнением Нернста сдвигаются в сторону отрицательных значений, что способствует преимущественному выделению на катоде основного металла. Электролизом расплавов соединений получают алюминий, магний, натрий, литий, бериллий и кальций, а также сплавы некоторых металлов.

Электролиз используется для нанесения металлических покрытий на металлы и пластмассы (гальванические покрытия). При этом катодом служит обрабатываемое изделие, анодом — или металл покрытия, или нерастворимый электрод. На катоде происходит выделение металла покрытия: Ме"+ + пе~ Me.

Электролиз в химической промышленности используется для получения многих ценных продуктов: вод

страница 100
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210

Скачать книгу "Курс общей химии" (2.81Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
http://help-holodilnik.ru/remont_model_3857.html
насос грундфос системы отопления марка tp 32-150/2 цена
во 300-4е-03-в
матрас 163х195

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(25.09.2017)