Электролиз

[unterjoke]

Здравствуйте, возникло затруднение с решением задачи, вот её условие: 

Найти массу продуктов электролиза раствора иодида натрия, взятого массой 1 кг и содержащего 10% примесей. Выход по току считать равным 90 %. Уравнения электролиза раствора иодида натрия написать подробно с обоснованием катодного и анодного процессов

[bacan]

Решение:
M(NaI) = 149,89 г/моль;
V(I2) = 253,8089 г/моль;
M(H2) = 2,01588 г/моль.
1. Электродные процессы электролиза 
Стандартный электродный потенциал системы Na+  +   электрона  = Na0 (-2,713 В) значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41 В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением водорода, а ионы Na+, приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему зоне (катодное пространство):

(-) К: 2Н2О + 2 электрона   = Н2↑ + 2ОН-

На анодух будет происходить окисление хлрид-ионов с выделением газообразного хлора, так как стандартные электродные потенциалы систем:  
2I- -2е = I20; 2H2O -4е = O2↑ = 4H+  соответственно равны + 0,536 В; 1,23 В:

(+) А: 2I- -2электрона = I20

Схема электолиза:
(-) К: 2Н2О + 2 электрона   = Н2↑ + 2ОН-
(+) А: 2I- -2электрона = I20
Ионно-молекулярное уравнение:
2Н2О + 2I- = Н2↑ + 2ОН- + I2
Молекулярное уравнение:
2Н2О + 2КI- = Н2↑ + 2КОН- (у катода) + I2 (у анода).

Таким образом, при электролизе NaI на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды с выделением газообразного водорода, а ионы ОН- и Na+ будут образовывать щелочную среду: Na+ + ОН- = КОН - растворимое основание. В анодом пространстве будет накапливаться свободный I2.
2. Расчет массы продуктов электролиза
Уравнение реакции имеет вид: 2Н2О + 2КI- = Н2↑ + 2КОН- + I2 
Из уравнения вытекает: n(NaI) = 0,5n(H2) = 09,5n(I2)
Тогда
n(NaI) = m(NaI)/M(NaI) = 900/149,89 = 6 моль.
n(H2) = n(I2) = n(NaI)/2 = 6/2 = 3 моль.
m(H2) = n(H2) * M(H2) = 3 * 2,01588 = 6,05 г.
m(I2) = n(HI) * M(HI) = 3 * 253,8089 = 761,43 г.
Ответ: m(H2) = 6,05 г; m(I2) = 761,43 г.

 P.S. Массу NaOH не рассчитывал, как продукта, который не наблюдается при электролизе.

  

Источник:
https://cutt.ly/lyxiS5a

Изменено 7 Мая, 2020 в 13:59 пользователем bacan

[valentviktor]

07.05.2020 в 18:04, bacan сказал:

На анодух будет происходить окисление хлрид-ионов с выделением газообразного хлора, так как стандартные электродные потенциалы систем

Простите, не понимаю, а о каких хлорид-ионах идет речь?

[bacan]

Опечатка

Вместо хлорид-ионов нужно иодид-ионы I-