В чем сущность процесса электролиза? Виды электролиза и его законы. Опишите процесс «полярография» и «амперометрическое титрование».

		Химия
		Решение задачи
		18 февраля 2021
		Выполнен, номер заказа №16947
		Прошла проверку преподавателем МГУ
		245 руб.

В чем сущность процесса электролиза? Виды электролиза и его законы. Опишите процесс «полярография» и «амперометрическое титрование». Составить схемы электролиза водного раствора хлорида цинка, если: а) анод цинковый; б) анод угольный.

Ответ:

Электролиз – это окислительно-восстановительные реакции, протекающие на электродах при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. При электролизе происходит превращение электрической энергии в химическую. Электрод, на котором идет реакция восстановления, подключен к отрицательному полюсу источника тока и называется катодом. Электрод, на котором протекает реакция окисления, подключен к положительному полюсу источника тока и называется анодом. Виды электролиза: электролиз расплава соли и электролиз водного раствора соли. Процессы электролиза подчиняются законам Фарадея: 1. Первый закон: масса электролита, подвергшаяся химическому превращению, а также массы веществ, выделившихся на электродах, прямо пропорциональны количеству электричества, прошедшему через расплав или раствор электролита. Второй закон: при пропускании одинакового количества электричества через растворы или расплавы различных электролитов масса веществ, выделяющихся на электродах, пропорциональна их химическим эквивалентам. Метод полярографического анализа основан на изучении вольтамперных кривых, или кривых напряжение-сила тока, которые можно получить при электролизе электроокисляющегося или электровосстанавливающегося вещества в электролизной ячейке специальной конструкции. Особенность этой ячейки заключается в том, что в ней в качестве одного электрода применяют капельный ртутный электрод, в качестве другого – большую поверхность ртути. С помощью внешнего источника тока на электроды подают постепенно увеличивающееся напряжение. Если по оси абсцисс наносить величину приложенного напряжения, а по оси ординат – соответствующую силу тока, то получается вольтамперная кривая или полярографическая волна, по характеру которой можно определить как природу, так и концентрацию электровосстанавливающегося (или электроокисляющегося) вещества в растворе. Амперометрическое титрование – это разновидность вольтамперометрического метода (наряду с полярографией). Оно основано на измерении величины тока между электродами электрохимической ячейки, к которым приложено некоторое постоянное напряжение, как функции прибавленного титранта. Потенциал рабочего электрода должен несколько превышать потенциал полуволны на вольтамперной кривой титруемого вещества или титранта, то есть процесс титрования проводится при потенциале, при котором происходит диффузионная поляризация рабочего электрода. Выбирается потенциал рабочего электрода на основании полярограммы. Диффузионный ток в полярографической ячейке тем больше, чем больше концентрация полярографически активного вещества. При прибавлении титранта в анализируемый раствор концентрация этого вещества уменьшается или увеличивается, и соответственно падает или возрастает диффузионный ток. Точку эквивалентности фиксируют по резкому изменению падения или роста диффузионного тока, что отвечает окончанию реакции титруемого вещества с титрантом. Вид кривой титрования зависит от того, какое вещество вступает в электрохимическую реакцию. Составим схемы электролиза водного раствора хлорида цинка. В значительно отрицательнее потенциала водородного электрода в нейтральной среде Поэтому на катоде будет происходить электрохимическое восстановление воды, сопровождающееся выделением газообразного водорода: Hа ионы цинка приходящие к катоду, будут накапливаться в прилегающей к нему части раствора (катодное пространство). На аноде будет происходить электрохимическое окисление цинка – материала анода, поскольку, отвечающий системе В) значительно ниже Таким образом, электродные процессы: Катод: Суммарное уравнение катодного и анодного процессов будет иметь вид: б) При электролизе с угольным анодом будут происходить следующие процессы: Катод: Суммарное уравнение: