Электролиз

[Osteli]

Составьте схему процессов, происходящих на электродах, при электролизе водного раствора Х. Вычислите время, в течение которого должен быть пропущен ток силой I A через раствор, чтобы на катоде выделилось m (г) металла.(восстановление воды не учитывать) 
Раствор FeCl2 , катод-угольный, анод-угольный 
I=4 А , m= 2.9 г

 

[bacan]

Решение:
Е(Fe2+/Fe) = −0,44 В;
M(FeCl2) = 126,751 г/моль
Э(FeCl3) = 63,3755 г/?моль.
В водном растворе соль FeCl2 диссоциирует по схеме:  FeCl2 ⇔ Fe2+ + 2Cl–. Стандартный электродный потенциал системы 
Fe2+ + 2электрона  = Fe0 (-0,44 В) незначительно положительнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде (-0,41В). Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление ионов Fe2+ и Н2О:

Fe2+ + 2электрона = Fe0
2Н2О + 2электрона = Н2 + 2ОН-

На аноде будет происходить электролитическое окисление ионов хлора с образованием свободных атомов хлора, которые, соединяясь друг с другом, образуют молекулу хлора:

2Cl– - 2электрона  =  2Cl*
Cl* + Cl* = Cl2

Сложим уравнение катодного и анодного процессов, получим суммарное ионно-молекулярное уравнение:

Fe2+ + 2Н2О + 2Cl– = 2Fe + Н2 + 2ОН- + Cl2 

На аноде ионы Fe2+ соединяются с двумя ионами ОН-, образуя нерастворимый гидроксид железа (2) Fe(OH)2:

Fe2+ + 2ОН- = Fe(OH)2

Тогда молекулярная форма процесса будет иметь вид:

Молекулярная форма процесса:

2FeCl2 + 2H2O = Fe + H2 +  2Сl2 + Fe(OH)2
                 катод        анод

При гидролизе FeCl2 в водном растворе с инертными электродами образуются металлическое железо, и выделяются газообразный водород и хлор. На катоде будет выделяться металлическое железо и газообразный водород, а на аноде - хлор.
Рассчитаем время электролиза FeCl2, получим:
m = (Э . I . t)/F;
t = (m . F)/(Э . I) = (2,9 . 96500)/(63,3755 . 4) = 48250/324,96 = 1104 c.

http://buzani.ru/zadachi/obshchaya-khimiya/1757-raschet-kolichestva-elektronov-pri-elektrolize-zadachi-145-147