Опыт 4. Электролиз раствора сульфата натрия.
Выполнение опыта. U-образную трубку электролизера (рис. ), закрепленную на штативе заполнить 2 н. раствором Na2SO4, добавить в оба отверстия электролизера по 3 – 4 капли нейтрального раствора лакмуса, опустить чистые графитовые электроды и подключить их через выпрямитель к сети. Установить напряжение 5 – 15В. Электрический ток пропускать в течение 5 – 6 мин. Наблюдать выделение газов и изменение окраски индикатора в катодном и анодном пространствах.
Очевидно, что при электролизе водного раствора соли, например Na2SO4, на катоде разряжаются не ионы Na+ , а ионы водорода образуя молекулы Н2 поскольку потенциал системы Na+ + ē = Na составляет –2,7 В, а потенциал системы H+ + ē = H в нейтральной среде составляет –0,41 В. На аноде происходит выделение кислорода ( 0 = 0,82 В). Потенциал разряда иона SO42– ( 0 = +2,01 В) имеет большое положительное значение, поэтому сульфат-ионы из водных растворов не разряжаются. Процесс сводится, таким образом, к электролизу воды; ионы Na+ и SO42- наряду с остальными ионами раствора принимают участие только в переносе электрического тока в растворе. Количество Na2SO4 при электролизе остается неизменным.
Составить уравнения катодного и анодного процессов. Нарисовать установку для электролиза растворов.
Рис. 9. Установка для электролиза растворов:
1 – электролизер;
2 – графитовые электроды;
3 – штатив;
4 – источник тока или выпрямитель.
Опыт 5. Электролиз раствора иодида калия.
Выполнение опыта. Заполнить электролизер 2 н. раствором KI, вставить графитовые электроды и через выпрямитель подключить их к сети. Пропускать электрический ток при напряжении 5 – 15 В в течение нескольких минут. Отметить изменения на электродах. Затем отключить электроды и добавить в катодное пространство 2 – 3 капли фенолфталеина, а в анодное пространство около 1 мл крахмального клейстера. Подключить электроды к сети и еще несколько минут пропускать электрический ток. Отметить изменения. Объяснить появление малиновой окраски раствора в катодном и синей – в анодном пространствах.
Составить уравнения катодного и анодного процессов.
Опыт 6. Электролиз раствора хлорида олова.
Электролизер заполнить 2 н. раствором хлорида олова, вставить графитовые электроды, через выпрямитель подключить их к сети и пропускать ток в течение 10 мин. На катоде наблюдать появление кристаллов олова, на аноде – выделение хлора. Отключить электроды от сети. Выделение хлора доказать следующим образом: смоченную водой йод-крахмальную бумажку поднести к отверстию анодного пространства электролизера и наблюдать появление синей окраски. Написать уравнение реакции, объясняющее появление синего окрашивания.
Записать уравнения катодного и анодного процессов.
Опыт 7. Электролиз раствора сульфата меди.
Выполнение опыта. Электролизер заполнить 2 н. раствором сульфата меди, вставить графитовые электроды, через выпрямитель подключить их к сети и пропускать ток в течение 10 мин. На катоде наблюдать появление налета меди, на аноде – выделение кислорода. Отключить электроды от сети и в анодное пространство добавить несколько капель нейтрального лакмуса. Чем объяснить появление красного окрашивания?
Записать уравнения катодного и анодного процессов. Омедненный электрод оставить для опыта 8.