составьте электронные уравнения процессов, происходящих награфитовых электрода при электролизе раствора NaBr. Какая масса вещества выделиться на катоде и аноде, если электролиз…
Составьте электронные уравнения процессов, происходящих награфитовых электрода при электролизе раствора NaBr. Какая масса вещества выделиться на катоде и аноде, если электролиз проводить в течение 1 час 30 минут при силе тока 5 А
При электролизе раствора NaBr происходят следующие процессы на электродах:
На катоде (восстановление): Натриевые ионы (Na⁺) могут быть восстановлены до металлического натрия, но в водном растворе легче происходит восстановление воды: \[ 2H_2O + 2e^- \rightarrow H_2 + 2OH^- \] Здесь выделяется водород (H₂) на катоде.
На аноде (окисление): Бромид-ион (Br⁻) окисляется до брома: \[ 2Br^- \rightarrow Br_2 + 2e^- \] Здесь выделяется бром (Br₂) на аноде.
Теперь рассчитаем массу вещества, выделяющегося на катоде и аноде в течение 1 часа 30 минут (то есть 90 минут или 5400 секунд) при силе тока 5 А.
1. Расчет количества электричества
Сила тока (I) равна 5 А. Количество электричества (Q) можно рассчитать по формуле: \[ Q = I \cdot t \] где \(t\) — время в секундах.
\[ Q = 5 \, \text{A} \times 5400 \, \text{s} = 27000 \, \text{C} \]
2. Масса выделяющегося вещества
Теперь найдем, сколько вещества выделится на катоде и аноде с помощью закона Фарадея.
На катоде (водород): На выделение 1 моля водорода (H₂) требуется 2 моля электронов (2 * 96500 Кл ≈ 193000 Кл). Молярная масса водорода (H₂) = 2 г/моль.
Количество выделившегося водорода: \[ n = \frac{Q}{2F} = \frac{27000}{2 \times 96500} \approx 0.139 \, \text{моль} \]
Масса водорода: \[ m = n \cdot M = 0.139 \, \text{моль} \times 2 \, \text{г/моль} \approx 0.278 \, \text{г} \]
На аноде (бром): На выделение 1 моля брома (Br₂) требуется 2 моля электронов (по той же схеме, 2 * 96500 Кл). Молярная масса брома (Br₂) = 160 г/моль.
Количество выделившегося брома: \[ n = \frac{Q}{2F} = \frac{27000}{2 \times 96500} \approx 0.139 \, \text{моль} \]
Масса брома: \[ m = n \cdot M = 0.139 \, \text{моль} \times 160 \, \text{г/моль} \approx 22.24 \, \text{г} \]
Итог:
В результате электролиза раствора NaBr в течение 1 часа 30 минут при силе тока 5 А на катоде выделится примерно 0.278 г водорода, а на аноде — около 22.24 г брома.
