Электролиз тиосульфата натрия

[Salieri410]

Здравствуйте, впервые пишу на этом форуме. Так вот, у меня возник вопрос: что примерно может образоваться, если проводить электролиз раствора тиосульфата натрия на медных электродах? 

[Lеоnid]

В 08.03.2023 в 11:35, Salieri410 сказал:

примерно

С катодом примерно все ясно, выделение водорода.

 

С анодом интереснее. Примерно можно предположить протекание нескольких процессов параллельно:

- растворение меди

- окисление тиосульфата. И вот с этим вопрос в продуктах. Возможно образование тетратионата, сульфата, сульфита и элементарной серы. Посмотрел у Сухотина - потенциалы этих процессов более-менее сопоставимы с потенциалом меди.

[Shizuma Eiku]

На катоде думаю что будет происходить восстановление водорода:

2Н₂О+2e^-->H₂↑+2OH^-

А вот что будет на аноде нельзя точно сказать, не проведя опыт. Медь по любому будет растворяться, скорее всего, она будет связываться избытком тиосульфата в бесцветный комплекс примерного состава [Cu(S₂O₃)₄]^2-:

Cu⁰-2e^-->Cu²⁺

и Cu²⁺+2S₂O₃^2-->[Cu(S₂O₃)₄]^2-

Комплексный тиосульфат меди медленно в обычных условиях и быстрее при нагревании разлагается

6[Cu(S₂O₃)₄]^2-+16H₂O=3Cu₂S+23S+6SO₄^2-+16H₂SO₄

Вполне вероятно что в прианодном пространстве (у анода положительный заряд и к нему мигрируют отрицательно заряженные анионы, очень вероятно что комплексные анионы будут концентрироваться рядом) тиосульфат меди будет окисляться до CuSO₄:

Cu(S₂O₃)₄^-2+20H₂O-28e^-=Cu²⁺+8SO₄^2-+40Н⁺

С последующим восстановлением меди на катоде в благоприятных условиях:

Cu²⁺+2e^-->Cu⁰

В итоге можно предполагать что электролиз сведется к переносу металла с анода на катод, электролизу воды, окислению тиосульфата до сульфата т.е. ничего неожиданного. Параллельно может происходить распад временно образующегося комплекса до сульфида одновалентной меди с выпадением осадка и уходом меди из сферы реакции. Кроме того, по мере смещения рН в кислую сторону, то будет происходить распад тиосульфата S₂O₃^2-+2H⁺->SO₂+H₂O+S

[Аль де Баран]

В 11.03.2023 в 00:46, Shizuma Eiku сказал:

[Cu(S₂O₃)₄]^2-

 

Формулу комплексного иона исправьте.

[Максим0]

11.03.2023 в 00:46, Shizuma Eiku сказал:

... Cu²⁺+2S₂O₃^2-->[Cu(S₂O₃)₄]^2-

...

Реакция не уравнена, продукт реакции не существующий... и это называется помощь?

Изменено 7 Августа, 2023 в 10:37 пользователем Максим0

[Shizuma Eiku]

В 07.08.2023 в 13:37, Максим0 сказал:

Реакция не уравнена, продукт реакции не существующий... и это называется помощь?

Во-первых, вопрос был что получается и я единственный кто дал на него конкретный ответ. Во-вторых, я действительно ошибся в стехиометрических коэффициентах, по всей видимости, первый раз написал неверно, скопировал и дальше вставлял с ошибкой (уже не помню), но смысла моего ответа это никак не меняет. Кроме того, речь идет об электролизе в котором стехиометрические коэффициенты роли почти не играют т.к. процесс электролиза никогда не протекает нацело, они имеют смысл разве что с технической точки зрения, для подсчета расхода электричества. В-третьих, почему продукт реакции не существует? Для комплексного тиосульфата серебра отношение Ag⁺ к S₂O₃^2-1 к 5-7. Если же имеется ввиду что тиосульфат мгновенно восстанавливает двухвалентную медь до одновалентной, то это не так.

[Максим0]

08.08.2023 в 01:29, Shizuma Eiku сказал:

Во-первых, вопрос был что получается и я единственный кто дал на него конкретный ответ. Во-вторых, я действительно ошибся в стехиометрических коэффициентах, по всей видимости, первый раз написал неверно, скопировал и дальше вставлял с ошибкой (уже не помню), но смысла моего ответа это никак не меняет. Кроме того, речь идет об электролизе в котором стехиометрические коэффициенты роли почти не играют т.к. процесс электролиза никогда не протекает нацело, они имеют смысл разве что с технической точки зрения, для подсчета расхода электричества. В-третьих, почему продукт реакции не существует? Для комплексного тиосульфата серебра отношение Ag⁺ к S₂O₃^2-1 к 5-7. Если же имеется ввиду что тиосульфат мгновенно восстанавливает двухвалентную медь до одновалентной, то это не так.

[Cu(S₂O₃)₂]^2- общеизвестен, в отличии от изобретённого лично вами [Cu(S₂O₃)₄]^2-.

А гальваники-то зачем-то маются корректированием электролитов... Срочно просветите их!

В растворе или в комплексе?

Тиосульфат медленно, но верно, превращает двухвалентную тиосульфатную медь в сульфидную медь.

[Shizuma Eiku]

В 08.08.2023 в 01:50, Максим0 сказал:

[Cu(S₂O₃)₂]^2- общеизвестен, в отличии от изобретённого лично вами [Cu(S₂O₃)₄]^2-.

Комплексы двухвалентной меди с тиосульфатом существуют разного состава, даже с опиской я не так уж и далек от правды:

Книга - Аналитическая химия элементов - медь. Главное же в том, что два лишних иона S₂O₃^2- ничего не меняют т.к. могут быть, как включены, так и исключены из формулы комплекса в уравнении.

В 08.08.2023 в 01:50, Максим0 сказал:

А гальваники-то зачем-то маются корректированием электролитов... Срочно просветите их!

Это относительно стехиометрических отношений? Вообще говоря, сомневаюсь что существует хоть один электролит составленный исключительно на основе теоретических расчетов и уравнения реакции. Стехиометрические коэффициенты в реакциях не имеют никакого отношения к составу электролитов, состав всегда подбирается исключительно экспериментально. Например, в электролитах хромирования весовое отношение хромового ангидрида к серной кислоте 100 к 1, оно выяснено экспериментально еще в 19-м веке; о каком стехиометрическом отношении и какой теоретически обоснованной реакции между веществами можно тут говорить? В стехиометрическом отношении это 100CrO₃+H₂SO₄. В качестве другого примера можно взять электролит меднения, который представляет собой насыщенный раствор сульфата меди с добавкой серной кислоты и спирта - участие серной кислоты и спирта в стехиометрическое уравнение не вписываются никак, если просто судить по нему, то они не являются участниками реакции т.к. не расходуются.

В 08.08.2023 в 01:50, Максим0 сказал:

В растворе или в комплексе?

Вопрос про комплекс серебра и тиосульфата? Таков состав комплекса, на 1 ион серебра приходится 5 либо 7 тиосульфат-анионов, да.

[бродяга_]

08.08.2023 в 15:20, Shizuma Eiku сказал:

В качестве другого примера можно взять электролит меднения, который представляет собой насыщенный раствор сульфата меди с добавкой серной кислоты и спирта - участие серной кислоты и спирта в стехиометрическое уравнение не вписываются никак, если просто судить по нему, то они не являются участниками реакции т.к. не расходуются.

какую же пургу порою ты несешь.

[Shizuma Eiku]

В 08.08.2023 в 15:30, бродяга_ сказал:

какую же пургу порою ты несешь.

Считаешь что электролиты составляются на основе стехиометрических уравнений?