Question

Напишите уравнения реакций, протекающих на Рt-электродах при электролизе водного раствора NaCl? Сколько литров газа при нормальных условях выделится на катоде и аноде при силе тока 2А в течние 3 часов, есл анодный выход хлора по току составляет 90%. Приведите уравнение химических процессов в случае замены материала электродов на Со?

Answer 1

2NaCl +2H2O--->2NaOH+H2+Cl2 m=MIt:(e*F) m=71*2*3*3600/(2*96500)=7,94611г 7,94611*0,9=7,1515г. 7,1515:71=0,1моль Объём хлора 2,24л Объём водорода 2,24 л

Answer 2

Уравнения реакций на Pt-электродах при электролизе водного раствора NaCl

При электролизе водного раствора NaCl на Pt-электродах происходят следующие реакции:

На аноде (окислительный процесс): 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

На катоде (восстановительный процесс): 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻

Количество газа, выделяющегося на катоде и аноде

Для определения количества газа, выделяющегося на катоде и аноде, используем закон Фарадея. Закон Фарадея устанавливает, что количество вещества, выделяющегося на электроде, пропорционально количеству электричества, прошедшего через электролит.

Формула для расчета количества вещества, выделяющегося на электроде, выглядит следующим образом:

n = (Q * t) / (F * z)

где: n - количество вещества (в молях) Q - количество электричества (в кулонах) t - время (в секундах) F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль) z - число электронов, участвующих в реакции

В данном случае, для катодной реакции (выделение водорода) z = 2, а для анодной реакции (выделение хлора) z = 2.

Таким образом, для расчета количества газа, выделяющегося на катоде и аноде, необходимо знать количество электричества (Q) и время (t), а также учесть анодный выход хлора по току (90%).

Уравнение химических процессов при замене материала электродов на Co

При замене материала электродов на Co, реакции на электродах будут следующими:

На аноде (окислительный процесс): 2Cl⁻ → Cl₂ + 2e⁻

На катоде (восстановительный процесс): 2H₂O + 2e⁻ → H₂ + 2OH⁻

Обратите внимание, что замена материала электродов на Co не изменяет химические процессы, происходящие на электродах. Только материал электродов меняется, но реакции остаются такими же.

Расчет количества газа, выделяющегося на катоде и аноде

Для расчета количества газа, выделяющегося на катоде и аноде, необходимо знать количество электричества (Q) и время (t), а также учесть анодный выход хлора по току (90%).

Дано: Сила тока (I) = 2 А Время (t) = 3 часа = 10800 секунд Анодный выход хлора по току (η) = 90%

Расчет количества электричества (Q): Q = I * t = 2 А * 10800 с = 21600 Кл

Расчет количества вещества хлора, выделяющегося на аноде: n(Cl₂) = (Q * η) / (F * z) = (21600 Кл * 0.9) / (96485 Кл/моль * 2) = 0.118 моль

Расчет количества вещества водорода, выделяющегося на катоде: n(H₂) = (Q * (1 - η)) / (F * z) = (21600 Кл * (1 - 0.9)) / (96485 Кл/моль * 2) = 0.012 моль

Для перевода количества вещества в литры газа при нормальных условиях (0°C и 1 атм), используем уравнение состояния идеального газа:

V = n * Vm

где: V - объем газа (в литрах) n - количество вещества (в молях) Vm - молярный объем газа при нормальных условиях (22.4 л/моль)

Расчет объема хлора: V(Cl₂) = n(Cl₂) * Vm = 0.118 моль * 22.4 л/моль = 2.6432 л

Расчет объема водорода: V(H₂) = n(H₂) * Vm = 0.012 моль * 22.4 л/моль = 0.2688 л

Таким образом, при силе тока 2 А в течение 3 часов, на аноде выделится около 2.6432 л хлора, а на катоде около 0.2688 л водорода.

Обратите внимание, что эти значения рассчитаны на основе предоставленных данных и предполагают идеальные условия. Реальные результаты могут отличаться в зависимости от различных факторов.