Question

Объясните, какой процесс будет протекать на катоде для электрохимической системы, представленной схемой Ni(H2SO4)Cu. Ответ поясните электронно-ионной схемой.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Объясните, какой процесс будет протекать на катоде для электрохимической системы, представленной схемой Ni(H2SO4)Cu. Ответ поясните электронно-ионной схемой.

Не совсем  понятен  вопрос.  Если  под электрохимической  системой понимается   гальванический элемент,  то элемент  с отрицательным  электродным потенциалом  никель (φ° = - 0,275 В)  будет  анодом

и  на анод  окисляется  Ni° - 2e = Ni²⁺.   Ионы  Ni²⁺  переходят  в окружающий   анод  раствор,  а электроны  по  проводнику  движутся к катоду.  На  катоде  ионы  меди  окружающие медный  катод  восстанавливаются  Сu²⁺  +2e  =  Cu°.   У катода  появляется   избыток  анионов,   у  анода -  избыток  катионов.  Электрическая  цепь замыкается.  По проводнику   движутся  электроны   по  раствору электролита   в  противоположном  направлении  -  анионы  и  гальванический  элемент  работает  до  тех пор, пока   анод  полностью  не  раствориться   или   пока  все  ионы меди  не будут  восстановлены  до атомарной  меди.

  Протекает  та же  самая  химическая  реакция   что и в растворе  сульфата  меди  если  в этот  раствор  опустить  пластинку  из  никеля

                       Ni⁰  +  Cu²⁺   =    Cu⁰    +   Ni²⁺

Разница  лишь  в том,  что  пробирке  весь этот  процесс  протекает  на одной   никелевой  пластинке,  а  в гальваническом элементе  эти процессы   разобщены   на   анодный  и  катодный.

Если  же  под  электрохимической системой   представить  гальваническую  пару   Ni-Cu в  растворе   серной   кислоты то это  выглядит   еще  интересней.   Теперь   между  никелем  и мелью  проводника   нет  -  оба  металла  находятся   в  прямом  контакте.

 На  аноде (никель)  протекает  процесс  окисления:      Ni° - 2e = Ni²⁺.

Ионы  никеля  переходят  в  раствор  и  там  вместе  с сульфат-ионами кислоты   образуют  соль  NiSO4.   А электроны?   Они перешли  на  медь    и  на   поверхности   меди   протекает  восстановление  протонов  2Н⁺  +2е  = Н₂⁰↑

  Тоже  самое  мы  видим  и  в реакции  между   никелем  и  серной  кислотой.

                          Ni°    +  2Н⁺  =   Ni²⁺   +  H₂⁰

 И  снова   здесь   процессы  окисления-восстановления   протекают  на  пластинке  никеля,   а  в случае  с гальванической  парой  эти процессы   разобщены   на   анодный  и  катодный.

Надеюсь  я ответил  на  ваш  вопрос?

Answer 2

Электрохимическая система Ni(H2SO4)Cu представляет собой гальванический элемент, в котором происходит электрохимический процесс между никелевым (Ni) катодом и медным (Cu) анодом в серной кислоте (H2SO4) в качестве электролита. Давайте разберем, какие процессы происходят на катоде.

На катоде (месте, где происходит восстановление веществ), никелевые ионы (Ni2+) из раствора будут принимать электроны и превращаться в никель металлический (Ni) при следующей электронной ионной схеме:

1. На катоде: Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s)

Здесь Ni2+ (никелевые ионы) в растворе получают два электрона (2e-) от катода и восстанавливаются до никеля в металлической форме, которая образует на катоде покрытие.

Этот процесс на катоде сопровождается выделением электронов, которые поступают из анода. На медном аноде Cu металл окисляется, переходя в ионы меди (Cu2+), которые попадают в раствор:

2. На аноде: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e-

Итак, на катоде происходит восстановление никелевых ионов (Ni2+) до никеля в металлической форме (Ni), а на аноде происходит окисление меди (Cu) до ионов меди (Cu2+). Эти процессы происходят параллельно и обеспечивают поток электронов через внешнюю цепь, что позволяет использовать энергию химических реакций для приведения в движение электрических устройств.