Лабораторная работа №8 Электролиз (вр)

Опыт 1. Электролиз водных растворов солей с инертными (нерастворимыми) электродами.

Описанные ниже опыты проводят в приборе – электролизере, который состоит из U-образной трубки, закрепленной в штативе. В качестве электродов служат графитовые стержни, вставленные в каучуковые пробки. Пробки в электролизер вставляются неплотно. Во всех опытах электролизер заполняют электролитом (раствор соли) на ½ его объема. После чего подключают электролизер к источнику постоянного тока. Электроды перед каждым опытом тщательно промывают дистиллированной водой.

а) Электролиз раствора хлорида натрия

Выполнение работы. Заполнить электролизер раствором хлорида натрия. В оба колена электролизера вставить графитовые электроды и подключить к источнику постоянного электрического тока. Какие вещества выделяются на катоде и аноде? Отключить электролизер от источника тока, вынуть электроды и в оба колена внести по капле фенолфталеина. Наблюдать появление малинового окрашивания около катода. Окисление или восстановление происходит на катоде? Определить по запаху образование хлора на аноде. Написать уравнения катодного и анодного процессов.

б) Электролиз раствора сульфата натрия

Выполнение работы. Заполнить электролизер раствором сульфата натрия, пропустить через раствор постоянный электрический ток. Какие вещества образуются на катоде и аноде? Вынуть электроды и в оба колена добавить по 2 капли нейтрального раствора лакмуса. Отметить изменение окраски раствора в обоих коленах электролизера.

Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата натрия. Объяснить изменение цвета лакмуса в катодном и анодном пространствах.

в) Электролиз раствора сульфата меди ( с растворимым и нерастворимым анодом)

Выполнение работы. Заполнить электролизер раствором сульфата меди и подключить к источнику постоянного тока. Через несколько минут прекратить электролиз и отметить появление на катоде красного налета меди. Написать уравнения катодного и анодного процессов. Какой газ выделялся на аноде? Затем анод и катод поменять местами, вследствие чего электрод (катод), покрывшийся вначале медью становится анодом. Снова пропустить электрический ток. Что происходит с медью на аноде? Какое вещество выделяется на катоде? Написать уравнения катодного и анодного процессов, протекающих при электролизе сульфата меди с медным анодом.

Комплексные соединения

Комплексные соединения сложные вещества, в которых можно выделить центральный атом (комплексообразователь) и связанные с ним молекулы или ионы – лиганды или адденды..

В комплексном соединении различают внутреннюю и внешнюю сферы. Внутреннюю сферу составляют комплексообразователь (центральный ион или атом) и лиганды.

Внешнесферная диссоциация комплексных соединений происходит в водных растворах практически полностью. Эта диссоциация называется первичной. Обратимый распад внутренней сферы комплексного соединения называют вторичной диссоциацией. Диссоциация комплексного иона характеризуется константой равновесия, которая называется константой нестойкости комплексного иона и служит мерой устойчивости комплекса.

Пример. Укажите в нижеприведенных комплексных соединениях комплексообразователь, его степень окисления, координационное число, лиганды, заряд комплексного иона.

1.[Cr (H₂O)₆]Cl₃, 2.K[Cu(CN)₂], 3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂.

Решение. В указанных соединениях комплексообразователями являются ионы Cr³⁺, Cu⁺, Pt⁴⁺,координационные числа соответственно равны 6, 2, 6. Лигандами в первом соединении являются шесть молекул воды, во втором – два иона CN⁻ и в третьем – четыре молекулы аммиака и два иона Cl⁻.

Заряд комплексного иона равен сумме зарядов комлексообразователя и лигандов. В первом соединении заряд комплексного иона равен: +3+6·0 =+3, во втором: +1+(−2) = −1, в третьем: 4+4·0 +(−2) = +2.

При растворении в воде эти комплексные соединения диссоциируют с отщеплением комплексного иона:

1.[Cr(H₂O)₆]Cl₃↔[Cr(H₂O)₆]³⁺ + 3Cl⁻

2.K[Cu(CN)₂]↔K⁺+ [Cu(CN)₂]^─;

3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]Cl₂↔[Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺+2Cl⁻.

Комплексные ионы в большей или меньшей степени диссоциируют:

1.[Cr(H₂O)₆]³⁺↔Cr³⁺+6H₂O;

2.[Cu(CN)₂]^─↔Сu⁺+2CN⁻

3.[Pt(NH₃)₄Cl₂]²⁺↔Pt⁴⁺+ 4NH₃+2Cl⁻.

Константы нестойкости соответственно принимают следующий вид:

К₁ = [Cr³⁺][H₂O]⁶/ [Cr(H₂O)₆ ³⁺];

К₂ = [Cu⁺][CN⁻]² / [Cu(CN)₂⁻];

К₃ = [Pt⁴⁺][NH₃]⁴[Cl⁻]²/ [Pt(NH₃)₄Cl₂²⁺]

.