3.1.2. Расчет, наблюдение и анализ данных.

Схема электролиза раствора CuSO₄:

C | CuSO₄ , H₂O | C

катод Cu²⁺, SO₄^2-, H₂O анод

pH=7

K (-) A (+)

Cu²⁺ Cu²⁺ + 2e = Cu SO₄^2- 2H₂O – 4e = O₂ + 4H⁺

H₂O H₂O pH < 7

Медь выделилась на катоде, если pH < 7, значит

т.к. медь – малоактивный металл. выделился кислород.

Вторичные процессы

(в растворе)

4H⁺ + 2SO₄^2- 2H₂SO₄

Суммарное уравнение электролиза:

2 CuSO₄ + 2H₂O 2Cu + O₂ + 2H₂SO₄

Катод покрылся медью, т.к. ионы меди положительно заряжены, а катод - отрицательно. Ионы меди устремляются к катоду, присоединяют недостающие электроны и образуют атомы меди.

На аноде выделился кислород, т.к. pH раствора уменьшилось, что свидетельствует о увеличении концентации ионов H⁺.

Кислородсодержащие ионы SO₄^2– на аноде в водном растворе не окисляются.

3.2. Электролиз хлорида натрия.

3.2.1. Ход и данные опыта.

Наполнили электролизер 0,5 М раствором NaCl (рH=7). Соединили графитовые электроды с источником постоянного тока: катод к минусу (–), анод к плюсу (+) и пропустили ток напряжением 20 В в течение 2 мин. На обоих катодах выделился газ. В катодное пространство добавили фенолфталеин, в анодное – йодокрахмальный раствор (KI + крахмал). Раствор в катодном пространстве стал малиновым, а в анодном – синим.

3.2.2. Расчет, наблюдение и анализ данных.

Схема электролиза раствора NaCl:

С | NaCl , H₂O | C

катод Na⁺, Cl^-, H₂O анод

pH=7

K (-) A (+)

Na⁺ 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^- Cl^- 2Cl^- - 2e = Cl₂

H₂O Вторичные процессы (в растворе) H₂O

Na⁺ + OH^- = NaOH

Фенолфтолеин в растворе малиновый,

значит pH > 7, следовательно выделившийся

газ – водород.

Суммарное уравнение электролиза:

2NaCl + 2H₂O 2NaOH + H₂ + Cl₂

Натрий является активным металлом, поэтому он не может выделиться на катоде, на катоде выделяется водород. Увеличение концентрации ионов OH^- обуславливает малиновую окраску фенолфтолеина в растворе и увеличение pH раствора.

На аноде окислились ионы Cl^- , т.к. при добавлении йодокрахмального раствора раствор NaCl приобретает синюю окраску (2KI + Cl₂ = 2KCl + I₂ , а выделившийся йод, реагируя с крахмалом, окрашивает раствор в синий цвет, что подтверждает тот факт, что в растворе находится более активный галоген, чем йод, в данном случае хлор).

3.3. Электролиз иодида калия.

3.3.1. Ход и данные опыта.

Наполнили электролизер 0,5 М раствором KI (рH=7). Соединили графитовые электроды с источником постоянного тока: катод к минусу (–), анод к плюсу (+) и пропустили ток напряжением 20 В в течение 2 мин. На катоде выделился газ, а раствор в анодном пространстве окрасился в желтый цвет. В катодное пространство добавили фенолфталеин, в анодное – крахмал. Раствор в катодном пространстве стал малиновым, а в анодном – синим.