Еще один получения металлов из растворов и расплавов их солей – электрохимический, или электролиз.
Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита.
Электролиз расплава хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–;
катод (–) (Na+): Na+ + е = Na0,
анод (–) (Cl–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl = 2Na + Cl2.
Электролиз раствора хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–,
H2O Н+ + ОН–;
катод (–) (Na+; Н+): H+ + е = H0, 2H0 = H2
(2H2O + 2е = H2 + 2OH–),
анод (+) (Cl–; OН–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2.
Электролиз раствора нитрата меди(II):
Cu(NO3)2 Cu2+ +
Н2O H+ + OH–;
катод (–) (Cu2+; Н+): Cu2+ + 2е = Cu0,
анод (+) ( OН–): OH– – е = OH0,
4H0 = O2 + 2H2O;
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3.
Эти три примера показывают, почему электролиз проводить выгоднее, чем осуществлять другие получения металлов: получаются металлы, гидроксиды, кислоты, газы.
Мы писали схемы электролиза, а теперь попробуем написать сразу уравнения электролиза, не обращаясь к схемам, а только используя шкалу активности
Еще один получения металлов из растворов и расплавов их солей – электрохимический, или электролиз.
Электролиз – это окислительно-восстановительный процесс, происходящий на электродах при пропускании электрического тока через расплав или раствор электролита.
Электролиз расплава хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–;
катод (–) (Na+): Na+ + е = Na0,
анод (–) (Cl–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl = 2Na + Cl2.
Электролиз раствора хлорида натрия:
NaCl Na+ + Cl–,
H2O Н+ + ОН–;
катод (–) (Na+; Н+): H+ + е = H0, 2H0 = H2
(2H2O + 2е = H2 + 2OH–),
анод (+) (Cl–; OН–): Cl– – е = Cl0, 2Cl0 = Cl2;
2NaCl + 2H2O = 2NaOH + Cl2 + H2.
Электролиз раствора нитрата меди(II):
Cu(NO3)2 Cu2+ +
Н2O H+ + OH–;
катод (–) (Cu2+; Н+): Cu2+ + 2е = Cu0,
анод (+) ( OН–): OH– – е = OH0,
4H0 = O2 + 2H2O;
2Cu(NO3)2 + 2H2O = 2Cu + O2 + 4HNO3.
Эти три примера показывают, почему электролиз проводить выгоднее, чем осуществлять другие получения металлов: получаются металлы, гидроксиды, кислоты, газы.
Мы писали схемы электролиза, а теперь попробуем написать сразу уравнения электролиза, не обращаясь к схемам, а только используя шкалу активности
1. 2C2H5OH+2Na->2C2H5ONa+H2. n(C2H5OH)=m/M=4,6/46=0,1моль=n(Na), m(Na)=n*M=0,1*23=2,3г. ответ: m(Na)=2,3г.
2. CH2-OH CH2-OK n(глицерина)=m/M=46/92=0,5моль=2/3n(H2),
2CH-OH + 6K-> 2CH-OK + 3H2, n(H2)=0,5*3/2=0,75моль, V(H2)=n*Vмоль=0,75*
CH2OH CH2-OK 22,4=16,8л. ответ: V(H2)=16,8л.
3. CH4+3O2->CO2+2H2O. V(O2)=3V(CH4)(по закону объёмных отношений газов)=60кубических метров. ответ: V(O2)=60м в кубе.
4. C2H2+H2O->CH3-CHO. n(C2H2)=m/M=52/26=2моль=n(CH3-CHO), m(CH3-COH)=n*M=2*44=88г. ответ: m(CH3-CHO)=88г.
5. CH3CHO+Ag2O->2Ag+CH3COOH. n(CH3CHO)=m/M=22/44=0,5моль=0,5n(Ag), n(Ag)=0,5*2=1моль, m(Ag)=n*M=1*108=108г. ответ: m(Ag)=108г.
6. 2CH3COOH+Mg->(CH3COO)2Mg+H2. n(Mg)=m/M=2,4/24=0,1моль=n(H2), V(H2)=n*Vмоль=0,1*22,4=2,24л. ответ: V(H2)=2,24л.