Электролиз водного раствора иодида калия


Эксперимент по химии: Электролиз раствора йодида калия

<< Общая химия

Электролиз раствора йодида калия

Описание.

Распад химических веществ под действием электрического тока называется электролизом. Электролиз йодида калия происходит с образованием щелочи, водорода (на катоде) и йода (на аноде):

2КI + 2H2O → (электролиз) 2KOH + I2 + H2

Для проведения опыта приготавливается электролизер и две пробирки с раствором иодида калия.

В первую пробирку (для катода) добавляется фенолфталеин для определения щелочной среды. Во вторую (для анода) добавляется крахмал для качественной реакции на йод.

Пробирки помещаются на электроды, и подключается ток. При пропускании тока через раствор на катоде наблюдается выделение водорода – раствор с фенолфталеином приобретает малиновый цвет, так как образовалась щелочь KOH. На аноде выделился йод, который окрасил крахмальный раствор в синий цвет.

Мы видим, как при электролизе раствора йодида калия происходит образование гидроксида калия, йода и водорода.

 

% PDF-1.4 % 680 0 объект > endobj Xref 680 45 0000000016 00000 н. 0000002171 00000 н. 0000002330 00000 н. 0000002868 00000 н. 0000003346 00000 п. 0000003871 00000 н. 0000004522 00000 н. 0000005173 00000 п. 0000005780 00000 н. 0000006305 00000 н. 0000006419 00000 н. 0000006531 00000 н. 0000006953 00000 п. 0000007336 00000 н. 0000007788 00000 н. 0000008694 00000 п. 0000008994 00000 н. 0000009021 00000 н. 0000009152 00000 п. 0000010015 00000 п. 0000010767 00000 п. 0000011446 00000 п. 0000011624 00000 п. 0000011804 00000 п. 0000012021 00000 п. 0000012736 00000 п. 0000012915 00000 п. 0000014044 00000 п. 0000014897 00000 п. 0000015812 00000 п. 0000021385 00000 п. 0000024309 00000 п. 0000032923 00000 п. 0000032993 00000 п. 0000033077 00000 п. 0000036037 00000 п. 0000036298 00000 п. 0000036459 00000 п. 0000036578 00000 п. 0000040930 00000 п. 0000041213 00000 п. 0000078927 00000 п. 0000078966 00000 п. 0000001979 00000 п. 0000001196 00000 н. прицеп ] / Пред. 198189 / XRefStm 1979 >> startxref 0 %% EOF 724 0 объект > поток hb``b``f`c`` = Ȁ

.

Электролиз продуктов йодида калия

Исследование электролиза продуктов иодида калия (KI)

S.No. Содержание II Стр. №
I. Теория 4
II. Процедура 8
III. Наблюдение 9
IV. Меры предосторожности 10
В. Заключение 10
VI. Библиография 11

ТЕОРИЯ

Электролизный-

Он определяется как процесс разложения электролита при прохождении электричества через его водный раствор или расплавленное (сплавленное) состояние.

Механизм электролиза-

Каждый раз, когда электролит растворяется в воде или берется в расплавленном состоянии, электролит диссоциирует с образованием положительно и отрицательно заряженных ионов. При прохождении электрического тока положительно заряженные ионы движутся к катоду и, следовательно, называются катионами, тогда как отрицательно заряженные ионы движутся к аноду и, следовательно, называются анионами. Достигнув своих электродов, ионы теряют заряд и становятся нейтральными. Катионы принимают электроны с катода, чтобы стать нейтральными частицами.Таким образом, окисление происходит на аноде, тогда как восстановление происходит на аноде. Преобразование ионов в нейтральные частицы на соответствующих электродах называется первичным изменением. Продукт, образовавшийся в результате первичного изменения, может быть собран как таковой или он может быть подвергнут вторичному изменению для формирования конечных продуктов.

Количественные аспекты электролиза-

Майкл Фарадей был первым ученым, описавшим количественные аспекты электролиза.

Законы электролиза Фарадея-

Первый закон: -

Степень химической реакции, которая происходит на любом электроде во время электролиза током, пропорциональна количеству электричества, прошедшего через электролит (раствор или расплав).

Второй закон: -

Количество различных веществ, выделяемых одним и тем же количеством электричества, проходящего через раствор электролита, пропорционально их химическому эквивалентному весу (атомная масса металла - количество электронов, необходимое для восстановления катионов).

Продукты электролиза -

Продукты электролиза зависят от природы материала и типа используемых электродов. Если электрод инертен, он не участвует в химической реакции и действует только как источник или приемник электронов.С другой стороны, если электрод является реактивным, он участвует в реакции электрода. Таким образом, продукты электролиза могут быть разными для реактивного и инертного электродов. Продукты электролиза зависят от различных окислителей и восстановителей, присутствующих в электролитической ячейке, и их стандартных электродных потенциалов. Более того, некоторые из электрохимических процессов, хотя и осуществимы, являются настолько медленными кинетически, что при более низких напряжениях они, кажется, не имеют места, и необходимо прикладывать дополнительный потенциал (так называемое перенапряжение), что затрудняет такие процессы.

Вовлеченные реакции: -

При электролизе водного раствора KI ионы I окисляются на аноде преимущественно до молекул воды. Возможные реакции на аноде следующие: -

2 I - (водн.) I 2 (г) + 2 e - ………… (1)

2 H 2 O (л) 4 H + (водн.) + O 2 + 4e - …………. (2)

Реакция (1) протекает предпочтительнее реакции (2) из-за стандартного значения электродного потенциала следующей реакции.

I 2 (г) + 2 e - 2 I - (водн.) ………… (3)

E o / В = + 0,53 В

4 H + (вод.) + O 2 (г) + 2e - 2 H 2 O (л) ………… (4)

E o / В = + 1,53 В

Возможные катодные реакции:

К + (водн.) + E - К (т) ………… .. (5)

E o / вольт = - 2.92В

2 H 2 O (л) + 2e - H 2 (г) + 2 OH - (водн.) ………… .. (6)

E o / В = - 0,83 В

E o значение реакции восстановления (5) намного меньше, чем значение реакции (6). Таким образом, реакция (6) протекает конкурентно по сравнению с реакцией (5) на катоде. Таким образом, фиолетовый цвет анода обусловлен образованием йода и его последующей реакцией с крахмалом. Розовый цвет на катоде обусловлен образованием ионов OH -, которые также сделайте раствор щелочным.Ионы OH - придают розовую окраску с фенолфталеином.

Процедура

Приготовьте 0,1 М раствор йодида калия. Закрепите U-образную трубку на подставке и вставьте два графитовых электрода в оба конца U-образной трубки через пробки. Соберите аппарат, как показано на рисунке. Возьмите около 30 мл 0,1 М раствора йодида калия в стакан на 100 мл, добавьте пять или шесть капель раствора фенолфталеина и пять-шесть капель свежеприготовленного раствора крахмала. Перемешайте раствор и перенесите его в электролизер - трубку с графитовыми электродами.Пропустите электрический ток через электролит и наблюдайте за появлением цвета. На катоде появляется розовый цвет, а на аноде - фиолетовый. На поверхности катода также происходит образование пузырьков.

Наблюдения

ТЕСТОВЫЕ РЕШЕНИЯ НАБЛЮДЕНИЯ ВЫВОД
Водный раствор йодида калия с пятью каплями фенолфталеина и пятью каплями раствора крахмала. На аноде фиолетового цвета.

На катоде:

(i) Розовый цвет

(ii) Образование пузырей

Выделен свободный йод.

(i) ОН - образуется ион

(ii) Выделение водорода

Меры предосторожности

1) Оба электрода должны быть неплотно закреплены в U-образной трубке, чтобы обеспечить выход выделяющихся газов.

2) Перед использованием электроды необходимо очистить.

Заключение

При электролизе водного раствора иодида калия ионы I - окисляются на аноде преимущественно до молекул воды. Фиолетовый цвет анода обусловлен йодом. Розовый цвет на катоде обусловлен образованием ионов OH - , которые делают раствор щелочным. Ионы OH - придают розовую окраску с фенолфталеином.

БИБЛИОГРАФИЯ

  • NCERT ХИМИЯ XII
  • ENCARTA ENCYCLOPEDIA 2009

Вы можете найти другие проекты по химии здесь .


.

Анализ электролиза водных растворов

Анализ электролиза водных растворов

Люди также спрашивают

Электролиз других концентрированных водных растворов:

(a) Электролиз концентрированного раствора нитрата свинца (II)

  • Концентрированный нитрат свинца (II), Pb (NO 3 ) 2 Раствор состоит из Pb 2+ , H + , NO 3 - и движущихся ионов OH - свободно.
  • Ионы Pb 2+ и H + движутся к катоду, а ионы NO 3 - и ионы OH - движутся к аноду.
  • На катоде: Ионы Pb 2+ селективно разряжаются из-за их более высокой концентрации в электролите.
    Pb 2+ (водн.) + 2e - → Pb (s)
  • На аноде : ионы OH - селективно разряжаются, поскольку их положение в электрохимическом ряду ниже, чем NO 3 - ионов.Здесь фактор концентрации не важен.
    4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e -

(б) Электролиз концентрированного раствора йодида калия

  • Концентрированный йодид калия , Раствор KI состоит из ионов K + , H + , I - и OH - , которые перемещаются свободно.
  • Ионы K + и H + движутся к катоду, а ионы I - и ионы OH - движутся к аноду.
  • На катоде: Ионы H + селективно разряжаются, поскольку их положение в электрохимическом ряду ниже, чем у ионов K + . Здесь фактор концентрации не важен.
    2H + (вод.) + 2e - → H 2 (г)
  • На аноде: Ионы I - селективно разряжаются из-за их более высокой концентрации в электролите.
    2I - (водн.) → I 2 (водн.) + 2e -

Электролиз других водных растворов с использованием активных электродов:

(a) Электролиз нитрата серебра, AgNO 3 раствор с использованием серебряных электродов

  • Раствор нитрата серебра состоит из ионов Ag + , ионов H + , ионов NO 3 и ионов OH - .
  • На катоде: Ионы Ag + и H + движутся к катоду. Ион Ag + ниже, чем ион H + в электрохимическом ряду. Следовательно, ионы Ag + селективно разряжаются с образованием атомов серебра. На катод нанесено металлическое серебро.
    Ag + (водный) + e - → Ag (s)
  • На аноде: Ионы NO - и ионы OH - перемещаются к аноду.Однако эти ионы не разряжаются. Вместо этого серебряный электрод растворяется с образованием ионов Ag + .
    Ag (s) → Ag + (водн.) + E -
  • Следовательно, концентрация раствора нитрата серебра остается неизменной.

(b) Электролиз насыщенного раствора хлорида натрия, раствора NaCl с использованием графита в качестве анода и ртути в качестве катода

  • Насыщенный раствор хлорида натрия состоит из ионов Na + , ионов H + , Cl - ионов и OH - ионов.
  • На катоде: Ионы Na + и H + движутся к ртутному катоду. Ионы Na + селективно разряжаются с образованием металлического натрия. Образовавшийся натрий затем соединяется с ртутью с образованием амальгамы натрия.
    Na + (водн.) + E - → Na (l)
    Na (l) + Hg (l) → Na / Hg (l) (Амальгама)
    Хотя содержание ионов Na + выше, чем H + в электрохимическом ряду ионы Na + селективно разряжаются из-за действия ртутного электрода.
  • На аноде: Ионы Cl - и ионы OH - перемещаются к графитовому аноду. Ионы Cl - селективно разряжаются из-за их более высокой концентрации в электролите. Следовательно, образуется газообразный хлор.
    2Cl - (водн.) → Cl 2 (г) + 2e -

Электролиз раствора сульфата меди (II) Эксперимент 1

Цель: Исследовать электролиз меди (II) ) раствор сульфата и разбавленную серную кислоту.
Материалы: 0,1 моль дм -3 раствор сульфата меди (II), 0,1 моль дм -3 серная кислота и деревянная шина.
Аппарат: Батареи, угольные электроды, электролитическая ячейка, соединительные провода с зажимами типа «крокодил», амперметр, пробирки и выключатель.
Процедура:

A. Электролиз раствора сульфата меди (II)

  1. Электролитическая ячейка заполняется 0,1 моль дм3 -3 сульфата меди (II), раствор CuSO 4 до половины полный.
  2. Устройство настроено, как показано на рисунке. В начале исследования пробирка должна быть заполнена раствором сульфата меди (II).
  3. Переключатель включен, чтобы позволить электричеству проходить через электролит в течение 15 минут.
  4. Регистрируются наблюдения на аноде, катоде и электролите.
  5. Собирающийся на аноде газ испытывается с помощью светящейся деревянной шины.

B. Электролиз разбавленной серной кислоты

  1. Электролитическая ячейка заполняется разбавленной серной кислотой, H 2 SO 4 , пока она не будет заполнена наполовину.
  2. Устройство настроено, как показано на рисунке. В начале работы пробирки должны быть наполнены разбавленной серной кислотой.
  3. Переключатель включен, чтобы позволить электричеству проходить через электролит в течение 15 минут.
  4. Регистрируются наблюдения на аноде, катоде и электролите.
  5. Собранный на катоде газ проверяется деревянной лонгетой с подсветкой.
  6. Собирающийся на аноде газ испытывается с помощью светящейся деревянной шины.

Наблюдения:

Электролит Наблюдение
Катод Раствор анода Раствор анода На катоде осаждается коричневое твердое вещество. Пузырьки газа выпускаются. Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину. Снижается интенсивность синего цвета электролита.
Разбавленная серная кислота Выделяются пузырьки газа. Выделяется бесцветный газ, который при испытании с зажженной деревянной шиной издает "хлопающий" звук. Пузырьки газа выпускаются. Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину. Бесцветный раствор остается без изменений.

Стрелка амперметра отклонена.

Обсуждение:

  1. Водный раствор сульфата меди (II) состоит из ионов меди (II), Cu 2+ , ионов сульфата, SO 4 2- , ионов водорода, H + и гидроксид-ионы OH - , которые перемещаются свободно.
    • Во время электролиза ионы Cu 2+ и H + перемещаются к катоду. Ионы Cu 2+ селективно разряжаются, в результате чего каждый ион Cu 2+ принимает два электрона с образованием металлической меди.
      Cu 2+ (водн.) + 2e - → Cu (s)
    • Ионы SO 4 2- и ионы OH - перемещаются к аноду. Ионы OH - избирательно разряжаются, отдавая электроны с образованием кислорода и воды.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (I) + 4e -
    • Интенсивность синего цвета электролита уменьшается с увеличением концентрации синего Cu 2 + ионов уменьшается, когда на катоде осаждается больше меди.
    • Электролит становится более кислым из-за оставшихся ионов H + и SO 4 2-.
  2. Разбавленная серная кислота состоит из ионов водорода H + , ионов сульфата SO 4 2- и гидроксид-ионов OH -, которые свободно перемещаются.
    • Во время электролиза ионы H + движутся к катоду. Ионы H + разряжаются путем принятия электронов с образованием газообразного водорода.
      2H + (вод.) + 2e - → H 2 (г)
    • Ионы S0 4 2- и ионы OH - перемещаются к аноду. Ионы OH - избирательно разряжаются, отдавая электроны с образованием кислорода и воды.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (I) + 4e -
    • Концентрация серной кислоты постепенно увеличивается по мере разложения воды на газообразный водород и газообразный кислород.Объем образующегося газообразного водорода в два раза превышает объем газообразного кислорода.

Заключение:

  1. Во время электролиза раствора сульфата меди (II) с использованием угольных электродов металлическая медь осаждается на катоде, а газообразный кислород образуется на аноде.
  2. Во время электролиза разбавленной серной кислоты с использованием угольных электродов на катоде выделяется газообразный водород, а на аноде образуется газообразный кислород.

Электролиз раствора сульфата меди (II) Эксперимент 2

Цель: Исследовать влияние типов электродов на продукты электролиза.
Постановка задачи: Влияют ли типы электродов на типы продуктов, образующихся во время электролиза?
Гипотеза: Когда медные электроды используются вместо угольных электродов во время электролиза раствора сульфата меди (II), типы продуктов, образующихся на электродах, различны.
Переменные:
(a) Управляемая переменная: Типы электродов
(b) Реагирующая переменная: продукты, образующиеся на электродах
(c) Контролируемые переменные: Тип и концентрация электролита
Материалы: 0.1 моль дм -3 Раствор сульфата меди (II), деревянная шина и наждачная бумага.
Аппарат: Батареи, угольные электроды, медные электроды, электролитическая ячейка, соединительные провода с зажимами типа «крокодил», амперметр, пробирка и переключатель.

Порядок действий:

  1. Два угольных электрода зачищаются наждачной бумагой.
  2. Электролитическая ячейка заполняется 0,1 моль дм -3 сульфата меди (II), CuSO 4 до заполнения наполовину.
  3. Устройство настроено, как показано на рисунке.
  4. Переключатель включен, чтобы позволить электричеству проходить через электролит в течение 15 минут.
  5. Регистрируются наблюдения на аноде, катоде и электролите.
  6. Шаги с 1 по 5 повторяются с использованием медных электродов для замены угольных электродов.

Наблюдения:

Электрод Наблюдение
Анод Катод Углерод Углерод Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину. На катоде осаждается коричневое твердое вещество. Снижается интенсивность синего цвета электролита.
Медь Медный электрод растворяется в растворе. Анод становится тоньше. Катод становится толще. Интенсивность синего цвета электролита остается неизменной.

Обсуждение:

  1. Водный раствор сульфата меди (II) состоит из ионов меди (II), Cu 2+ , ионов сульфата, SO 4 2- , ионов водорода, H + и гидроксид-ионы OH - , которые перемещаются свободно.
  2. Во время электролиза с использованием угольных электродов
    • Ионы Cu 2+ и ионы H + перемещаются к катоду. Ион Cu 2+ ниже, чем ион H + в электрохимическом ряду. Следовательно, ионы Cu 2+ селективно разряжаются с образованием металлической меди.
      Cu 2+ (водн.) + 2e - Cu (s)
    • Ионы SO 4 2- и ионы OH - перемещаются к аноду. Ион OH - ниже, чем ион SO 4 2- в электрохимическом ряду.Следовательно, ионы OH - селективно разряжаются с образованием кислорода и воды.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (I) + 4e -
    • Интенсивность синего цвета электролита уменьшается из-за концентрации синего Cu 2+ ионов уменьшается, когда на катод наносится больше меди.
  3. Во время электролиза с использованием медных электродов
    • Ионы Cu 2+ и ионы H + перемещаются к катоду.Ион Cu 2+ ниже, чем ион H + в электрохимическом ряду. Следовательно, ионы Cu 2+ селективно разряжаются с образованием металлической меди.
      Cu 2+ (водн.) + 2e - → Cu (s)
    • Ионы SO 4 2- и ионы OH - перемещаются к аноду. Однако эти ионы не разряжаются. Вместо этого медный электрод растворяется с образованием ионов меди (II).
      Cu (s) → Cu 2+ (водн.) + 2e -
    • Интенсивность синей окраски электролита не меняется.Это связано с тем, что концентрация синих ионов Cu 2+ остается неизменной. Для одного иона Cu 2+ , разряженного с образованием атома меди на катоде, один атом меди с анода будет растворяться с образованием иона Cu 2+ .

Заключение:
Во время электролиза раствора сульфата меди (II) кислород и вода образуются на аноде, когда используются угольные электроды, а медный анод растворяется с образованием ионов меди (II), когда медные электроды используются.Однако на продукт, образующийся на катодах, не влияет тип используемых электродов. Гипотеза принята.

Эксперимент по электролизу раствора нитрата серебра

Цель: Изучить влияние положения ионов в электрохимическом ряду на продукты электролиза.
Постановка задачи: Как положение ионов в электрохимическом ряду влияет на избирательный разряд ионов на электродах?
Гипотеза: Чем ниже положение иона в электрохимическом ряду, тем выше тенденция этого иона к разряду.
Переменные:
(a) Управляемая переменная: положения ионов в электрохимической серии
(b) Реагирующая переменная: ионы, разряженные на электродах
(c) Контролируемые переменные: концентрация электролита, типы электродов, продолжительность электролиза
Материалы: 0,1 моль дм -3 раствор нитрата серебра 0,1 моль дм -3 раствор сульфата натрия и деревянная шина.
Аппарат: Батареи, угольные электроды, электролитическая ячейка, соединительные провода с зажимами типа «крокодил», амперметр, пробирки и выключатель.
Процедура:

  1. Электролитическая ячейка заполняется раствором нитрата серебра 0,1 моль дм -3 , AgNO 3 до тех пор, пока он не будет заполнен наполовину.
  2. Устройство настроено, как показано на рисунке.
  3. Переключатель включен, чтобы позволить электричеству проходить через электролит в течение 15 минут.
  4. Регистрируются наблюдения на аноде и катоде.
  5. Любые выделяемые газы проверяются деревянным осколком.
  6. Шаги с 1 по 5 повторяются с использованием 0,1 моль дм -3 сульфата натрия, раствора Na 2 SO 4 для замены 0,1 моль дм раствора нитрата серебра -3 .

Наблюдения:

Электролит Наблюдение
Катод Твердый анод
, серый , Пузырьки газа выпускаются. Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину.
Раствор сульфата натрия Выделяются пузырьки газа. Выделяется бесцветный газ, который при испытании с зажженной деревянной шиной издает "хлопающий" звук. Пузырьки газа выпускаются. Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину.

Обсуждение:

  1. Водный раствор нитрата серебра состоит из ионов серебра, Ag + , нитрат-ионов, NO 3 - , ионов водорода, H + и
    гидроксид-ионов , OH - , которые перемещаются свободно.
    • Во время электролиза ионы Ag + и H + перемещаются к катоду. Ион Ag + ниже, чем ион H + в электрохимическом ряду. Следовательно, ионы Ag + селективно разряжаются, принимая электроны с образованием атомов серебра.
      Ag + (вод.) + E - → Ag (s)
    • Ионы NO 3 - и ионы OH - перемещаются к аноду. Ион ОН - ниже, чем ион NO 3 - в электрохимическом ряду.Следовательно, ионы OH - избирательно разряжаются, отдавая электроны с образованием кислорода и воды.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (l) + 4e -
    • Следовательно, электролит постепенно становится более кислым из-за ионов H + и NO 3 - осталось ионов.
  2. Водный раствор сульфата натрия состоит из ионов натрия, Na + , ионов сульфата, SO 4 2-, ионов водорода, H + и ионов гидроксида, OH - , которые свободно перемещаются ,
    • Во время электролиза ионы Na + и H + перемещаются к катоду. Ион H + ниже, чем ион Na + в электрохимическом ряду. Следовательно, ионы H + избирательно разряжаются, принимая электроны с образованием газообразного водорода.
      2H + (водн.) + 2e - → H 2 (г)
    • Ионы SO 4 2- и ионы OH - перемещаются к аноду. Ион OH - ниже, чем ион SO 4 2- в электрохимическом ряду.Следовательно, ионы OH- избирательно разряжаются, отдавая электроны с образованием кислорода и воды.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (л) + 4e -
    • Концентрация раствора сульфата натрия постепенно увеличивается по мере разложения воды на газообразный водород и газообразный кислород ,

Заключение:
Ионы в нижнем положении электрохимического ряда будут избирательно разряжаться во время электролиза раствора нитрата серебра и раствора сульфата натрия.Гипотеза принята.

Эксперимент по электролизу раствора соляной кислоты

Цель: Изучить влияние концентрации ионов в растворе на продукты электролиза.
Постановка задачи: Как концентрация ионов в соляной кислоте влияет на разряд ионов на аноде?
Гипотеза: Когда концентрация хлорид-ионов выше, хлорид-ионы будут избирательно разряжаться на аноде во время электролиза соляной кислоты.
Переменные:
(a) Управляемая переменная: Концентрация ионов в растворе
(b) Реагирующая переменная: Типы ионов, которые будут разряжены на электроде
(c) Контролируемые переменные: Тип электролита, типы электродов, продолжительность электролиза 0,001 моль дм -3 соляной кислоты, 2 моль дм -3 соляной кислоты, лакмусовой бумаги и деревянной лубки.
Аппарат: Батареи, угольные электроды, электролитическая ячейка, соединительные провода с зажимами типа «крокодил», амперметр, пробирки и выключатель.
Процедура:

  1. Электролитическая ячейка заполняется 0,001 моль дм -3 соляной кислотой, HCl, пока она не будет заполнена наполовину.
  2. Устройство настроено, как показано на рисунке.
  3. Переключатель включен, чтобы позволить электричеству проходить через электролит в течение 15 минут.
  4. Наблюдение на аноде записывается.
  5. Проверяется любой газ, образующийся на аноде.
  6. Шаги с 1 по 5 повторяются с использованием 2 моль дм -3 соляной кислоты для замены 0.001 моль дм -3 кислота соляная.

Наблюдения:

Раствор Наблюдение на аноде
0,001 моль дм -3 соляная кислота Выделяются пузырьки газа. Вырабатывается бесцветный газ, который зажигает светящуюся деревянную шину.
2 моль дм -3 соляная кислота Выделяется зеленовато-желтый газ с резким и удушающим запахом.Газ превращает синюю лакмусовую бумажку в красный, а затем в белый цвет.

Обсуждение:

  1. Водный раствор соляной кислоты состоит из ионов водорода, H + , ионов хлора, Cl - и ионов гидроксида, OH - , которые свободно перемещаются.
  2. Во время электролиза ионы Cl - и ионы OH - перемещаются к аноду.
    • Электролиз 0,001 моль дм -3 соляная кислота:
      Ионы OH - селективно разряжаются с образованием кислорода и воды.Это связано с тем, что ион OH - ниже, чем ион Cl - в электрохимическом ряду.
      4OH - (водн.) → O 2 (г) + 2H 2 O (I) + 4e -
    • Электролиз 2 моль дм -3 соляная кислота:
      Cl - ионы селективно разряжаются из-за их более высокой концентрации в электролите, даже если ион Cl - выше, чем ион OH - в электрохимическом ряду.Следовательно, образуется газообразный хлор.
      2Cl - (водн.) → Cl 2 (г) + 2e -

Примечание:
Во время электролиза на катод перемещаются только ионы H + . Следовательно, ионы H + выделяются с образованием газообразного водорода.
2H + (вод.) + 2e - → H 2 (г)
Во время электролиза 0,001 моль-дм -3 соляной кислоты концентрация электролита постепенно увеличивается по мере разложения воды до газообразного водорода и газообразный кислород.
Во время электролиза 2 моль дм -3 соляной кислоты концентрация электролита постепенно уменьшается по мере удаления из электролита ионов H + и ионов Cl - .

Заключение:
Во время электролиза 2 моль дм -3 соляной кислоты на селективный разряд хлорид-ионов влияет концентрация ионов, а не их положение в электрохимическом ряду. Гипотеза принята.

.

Смотрите также