Тема 15. Електроліз водних розчинів електролітів

Ціль роботи –дослідження процесів, які протікають на електродах та в обсязі системи при пропусканні постійного струму крізь водні розчини електролитів.

Вивчіть теоретичний матеріал за підручниками [4; с.324 – 333; 342 – 352, 359 – 361] і [2; с.198 – 205] та конспектом лекцій. Вирішіть письмово наступ-ні завдання.

1. У воді розчинені одночасно наступні пари сильних електролитів:

а) CuSO₄ та KCl; в) SnCl₂ та KI;

б) H₂SO₄ та NaBr; г) KNO₃ та NaOH.

Визначіть, які продукти виділяються на графітових електродах в першу чергу?

2. Складіть схеми електроліза водних розчинів наступних солей:

а) CuCl₂ (електроди срібні);

б) ZnCl₂ (електроди графітові);

в) Al₂(SO₄)₃(електроди мідні).

Виведіть рівняння хімічних реакцій, які протікають в кожній з цих систем та вкажіть продукти, що утворились в катодному й анодному обсязі електролізера.

3. На протязі якого часу слід провести електоліз водного розчину солі Cr₂(SO₄)₃ при силі струму 2 А, щоб маса катоду збільшилась на 8 г? Складіть схему електролізу цього розчину в електролізері з залізним катодом і плати-новим анодом та виведіть рівняння реакції, яка протікає при електролізі.

4. При електролізі розчину хлоріду невідомого двувалентного металу на аноді виділилось 0,560 л (н. у.) газу, а на катоді – 1,6 г цього металу. Визначіть метал.

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА 15.1

ЕЛЕКТРОЛІЗ ВОДНИХ РОЗЧИНІВ СОЛЕЙ

Дослід 1

Електоліз розчину К₂SO₄ (або Na₂SO₄, NaNO₃ та ін.)

Посуд, прилади та реактиви: електролізер з U-образною трубкою, графітові електроди, розчин К₂SO₄, лакмус.

Хід роботи

В U-подібну трубку електролізера введіть графітові електроди, залийте розчин К₂SO₄ та додайте 1 – 2 краплі лакмусу. Увімкніть електроживлення приладу та спостерігайте появу червоного забарвлення розчину в одного з електродів і синього – у другого.

Складіть схему електролізу цього розчину та виведіть рівняння реак-ції, яка протікає при електролізі. Вкажіть склад рідини у катодному та анодному обсягах електролізера.

Дослід 2

Електоліз розчину КI (NaBr, NaI)

Посуд, прилади та реактиви: електролізер по досліду 1,5 %-ий розчин солі, фенолфталеін.

Хід роботи

U-подібний електролізер з графітовими електродами заповніть 5%-им розчином солі. В обидва відділення електролізера введіть по 2 краплі фенолфталеіна. Увімкніть постійний струм та спостерігайте появу малинового забарвлення розчину в одного з електродів та виділення газу у другого електрода.

Складіть схему електролізера та виведіть рівняння реакції, яка протікає в електролізері.

Дослід 2

Електроліз розчину CuSO₄ в електролізерах

з інертними та активними електродами

Посуд, прилади та реактиви: електролізер з U-подібною трубкою, гра-фітові електроди, 5%-вий розчин CuSO_4.

Хід роботи

Введіть в електролізер графітові електроди, налийте розчин CuSO₄ та пропустіть постійний струм протягом 1 – 2 хв. Відзначте появу нальоту мета-лу на одному з електродів. Складіть рівняння катодного та анодного проце-сів. Змініть електроди місцями і знову пропустіть крізь систему електричний струм. Поясніть, що відбувається з нальотом металу на електродах. Складіть рівняння катодного та анодного процесів.