Пример 10.

При электролизе 0.5 л раствора гидроксида натрия с массовой долей 4% (плотность 1.04 г/см³) концентрация щелочи возросла до 5.2%. Опреде­лите объем газа (н.у.), который выделится на нерастворимом аноде в про­цессе электролиза.

Решение:

При электролизе раствора NaOH происходит разложение воды, т.к. на катоде вместо катиона активного металла разряжаются моле­кулы воды (смотри таблицу стандартных электродных потенциалов металлов), а на аноде - гидроксид-ионы:

1) катод: 2Н⁺ + 2е^– ® H₂ ­ 2

2) анод: 4ОН ^– – 4е^– ® 2Н₂О + O₂ ­ 1

Сокращенно: 2H₂O ^{эл ток} 2Н₂­ + O₂­

Это приводит к увеличению концентрации щелочи.

Масса раствора до электролиза была:

m(p-pa) = V(p-pa) * r

m(p-pa)= 500 мл • 1.04 г/см³ = 520 г

Масса NaOH в растворе:

m(NaOH) = m(раствора)* w

m(NaOH) = 520 • 0.04 = 20.8 г

Масса раствора после электролиза:

m(раствора) = m(NaOH) / w

m(раствора)=20.8: 0.052 = 400 г

Масса воды, разложившейся при электролизе:

m(Н₂О) = 520 - 400 =120 г; u(H₂O) = 120: 18 = 6.67 моль

Согласно уравнению реакции электролиза:

u (O₂) = 1/2 u (Н₂О) = 6.67: 2 = 3.33 моль

Объем кислорода, который выделяется на аноде, равен:

V(O₂) = 3.33 • 22.4 = 74.6 л

Дата добавления: 2015-07-25