Մոդուլ 2. Քիմիայի հիմնական գործընթացները և նյութերի հատկությունները

Լաբորատորիա թիվ 7

Թեմա՝ Աղի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզ

էլեկտրոլիզովկոչվում է ռեդոքս գործընթաց, որը տեղի է ունենում էլեկտրոդների վրա, երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է էլեկտրոլիտի լուծույթի կամ հալման միջով:

Երբ հաստատուն էլեկտրական հոսանք անցնում է էլեկտրոլիտային լուծույթով կամ հալեցնում, կատիոնները շարժվում են դեպի կաթոդ, իսկ անիոնները՝ դեպի անոդ։ Էլեկտրոդների վրա տեղի են ունենում օքսիդացում-վերականգնման գործընթացներ; Կաթոդը վերականգնող նյութ է, քանի որ այն էլեկտրոններ է նվիրում կատիոններին, իսկ անոդը օքսիդացնող նյութ է, քանի որ ընդունում է էլեկտրոնները անիոններից։ Էլեկտրոդների վրա տեղի ունեցող ռեակցիաները կախված են էլեկտրոլիտի բաղադրությունից, լուծիչի բնույթից, էլեկտրոդների նյութից և բջիջի աշխատանքի եղանակից։

Կալցիումի քլորիդի հալված էլեկտրոլիզի գործընթացի քիմիա.

CaCl 2 ↔ Ca 2+ + 2Cl -

Ca 2+ + 2e → Ca ° կաթոդում

անոդում 2Cl - - 2e → 2C1 ° → C1 2

Կալիումի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզը չլուծվող անոդի վրա սխեմատիկորեն հետևյալն է.

K 2 SO 4 ↔ 2K + + SO 4 2 -

H 2 O ↔ H + + OH -

կաթոդում 2Н + + 2е→2Н°→ Н 2 2

անոդում 4OH - 4e → O 2 + 4H + 1

K 2 SO 4 + 4H 2 O 2H 2 + O 2 + 2K0H + H 2 SO 4

Նպատակը:Ծանոթացում աղի լուծույթների էլեկտրոլիզին.

Սարքեր և սարքավորումներ.էլեկտրական հոսանքի ուղղիչ, էլեկտրոլիզատոր, ածխածնային էլեկտրոդներ, հղկաթուղթ, բաժակներ, լվացքի մեքենա:

Բրինձ. 1. Սարք իրականացնելու համար

էլեկտրոլիզ

1 - էլեկտրոլիզատոր;

2 - էլեկտրոդներ;

3-հաղորդիչ լարեր; DC աղբյուր.

Ռեակտիվներ և լուծույթներ.Պղնձի քլորիդի СuС1 2 5% լուծույթներ, կալիումի յոդիդ KI , կալիումի ջրածնի սուլֆատ KHSO 4, նատրիումի սուլֆատ Na 2 SO 4, պղնձի սուլֆատ CuSO 4, ցինկի սուլֆատ ZnSO 4, 20% նատրիումի հիդրօքսիդի լուծույթ NaOH, պղնձի և նիկելի թիթեղներ, ֆենոլֆթալեինի լուծույթ, ազոտական ​​թթու (խտ.), 1% օսլա, HNO3։ լուծույթ, չեզոք լակմուսի թուղթ, 10% ծծմբաթթվի լուծույթ H 2 SO 4:

Փորձ 1. Պղնձի քլորիդի էլեկտրոլիզը չլուծվող էլեկտրոդներով

Լրացրեք էլեկտրոլիզատորը մինչև ծավալի կեսը 5% պղնձի քլորիդի լուծույթով: Գրաֆիտի ձողը իջեցրեք էլեկտրոլիզատորի երկու ծնկների մեջ, թույլ ամրացրեք դրանք հատվածներին և ռետինե խողովակին: Միացրեք էլեկտրոդների ծայրերը հաղորդիչներով ուղղակի հոսանքի աղբյուրներին: Եթե ​​քլորի թեթև հոտ է գալիս, անմիջապես անջատեք էլեկտրոլիզատորը հոսանքի աղբյուրից: Ինչ է տեղի ունենում կաթոդում: Կազմե՛ք էլեկտրոդային ռեակցիաների հավասարումներ:

Փորձ 2. Կալիումի յոդիդի էլեկտրոլիզը չլուծվող էլեկտրոդներով

Լրացրեք էլեկտրոլիտային բջիջը 5% կալիումի յոդիդի լուծույթով, . յուրաքանչյուր ծնկին ավելացրեք 2 կաթիլ ֆենոլֆթալեին: Կպցնել մեջէլեկտրոլիզատորի գրաֆիտային էլեկտրոդների յուրաքանչյուր ծունկը և դրանք միացնել ուղղակի հոսանքի աղբյուրին:

Ո՞ր ծնկի մեջ և ինչու է լուծույթը գունավորվել: Յուրաքանչյուր ծնկի վրա ավելացրեք 1 կաթիլ օսլայի մածուկ։ Որտեղ և ինչու է արտազատվում յոդը: Կազմե՛ք էլեկտրոդային ռեակցիաների հավասարումներ: Ի՞նչ է ձևավորվում կաթոդային տարածության մեջ:

Փորձ 3. Նատրիումի սուլֆատի էլեկտրոլիզը չլուծվող էլեկտրոդներով

Լրացրեք էլեկտրոլիզատորի ծավալի կեսը 5% նատրիումի սուլֆատի լուծույթով և յուրաքանչյուր ծնկի վրա ավելացրեք 2 կաթիլ մեթիլ նարինջ կամ լակմուս։ Տեղադրեք էլեկտրոդներ երկու ծնկների մեջ և միացրեք դրանք ուղղակի հոսանքի աղբյուրին: Գրեք ձեր դիտարկումները: Ինչու՞ էլեկտրոլիտային լուծույթները տարբեր էլեկտրոդներում տարբեր գույներ ստացան: Կազմե՛ք էլեկտրոդային ռեակցիաների հավասարումներ: Ի՞նչ գազեր և ինչու են արտանետվում էլեկտրոդների վրա: Ո՞րն է նատրիումի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի գործընթացի էությունը

ԷԼԵԿՏՐՈԼԻԶ

Մետաղներ ստանալու ուղիներից մեկը էլեկտրոլիզն է։ Ակտիվ մետաղները բնության մեջ հանդիպում են միայն քիմիական միացությունների տեսքով։ Ինչպե՞ս մեկուսացնել այս միացություններից ազատ վիճակում:

Էլեկտրոլիտների լուծույթներն ու հալոցները էլեկտրական հոսանք են վարում։ Այնուամենայնիվ, երբ հոսանքն անցնում է էլեկտրոլիտային լուծույթով, կարող են առաջանալ քիմիական ռեակցիաներ: Մտածեք, թե ինչ տեղի կունենա, եթե երկու մետաղական թիթեղներ տեղադրվեն էլեկտրոլիտի լուծույթում կամ հալեցնում, որոնցից յուրաքանչյուրը միացված է ընթացիկ աղբյուրի բևեռներից մեկին: Այս թիթեղները կոչվում են էլեկտրոդներ: Էլեկտրական հոսանքը էլեկտրոնների շարժվող հոսք է։ Շղթայի էլեկտրոնների տեղափոխման արդյունքում մի էլեկտրոդից մյուսը էլեկտրոնների ավելցուկ է առաջանում էլեկտրոդներից մեկի վրա։ Էլեկտրոններն ունեն բացասական լիցք, ուստի այս էլեկտրոդը դառնում է բացասական լիցքավորված: Այն կոչվում է կաթոդ: Մյուս էլեկտրոդի վրա էլեկտրոնների պակաս է առաջանում, և այն դրական լիցքավորված է։ Այս էլեկտրոդը կոչվում է անոդ: Լուծույթում կամ հալված էլեկտրոլիտը տարանջատվում է դրական լիցքավորված իոնների՝ կատիոնների և բացասական լիցքավորված իոնների՝ անիոնների: Կատիոնները ձգվում են դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ՝ կաթոդ։ Անիոնները ձգվում են դեպի դրական լիցքավորված էլեկտրոդ՝ անոդ: Էլեկտրոդների մակերեսին կարող է առաջանալ իոնների և էլեկտրոնների փոխազդեցություն:

Էլեկտրոլիզը վերաբերում է այն գործընթացներին, որոնք տեղի են ունենում, երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է լուծույթների կամ էլեկտրոլիտների հալվածքների միջով:

Լուծումների էլեկտրոլիզի և էլեկտրոլիտների հալվածքների ժամանակ տեղի ունեցող գործընթացները միանգամայն տարբեր են: Այս երկու դեպքերն էլ մանրամասն քննարկենք։

Հալեցման էլեկտրոլիզ

Որպես օրինակ, դիտարկենք նատրիումի քլորիդի հալոցի էլեկտրոլիզը: Հալման մեջ նատրիումի քլորիդը տարանջատվում է իոնների Na+
և Cl -: NaCl = Na + + Cl -

Նատրիումի կատիոնները շարժվում են դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդի մակերես՝ կաթոդ։ Կաթոդի մակերեսի վրա էլեկտրոնների ավելցուկ կա։ Հետեւաբար, տեղի է ունենում էլեկտրոնների փոխանցում էլեկտրոդի մակերեւույթից դեպի նատրիումի իոններ: Միաժամանակ իոններ Na+ վերածվում են նատրիումի ատոմների, այսինքն՝ կատիոնները կրճատվում են Na+ . Գործընթացի հավասարումը.

Na + + e - = Na

Քլորիդ իոններ Cl- շարժվել դեպի դրական լիցքավորված էլեկտրոդի մակերես՝ անոդ: Անոդի մակերեսին առաջանում է էլեկտրոնների պակաս, և անիոններից էլեկտրոններ են փոխանցվում Cl- էլեկտրոդի մակերեսին: Միեւնույն ժամանակ, բացասական լիցքավորված իոններ Cl- վերածվում են քլորի ատոմների, որոնք անմիջապես միանում են՝ առաջացնելով քլորի մոլեկուլներ C l2:

2C l - -2e - \u003d Cl 2

Քլորիդ իոնները կորցնում են էլեկտրոններ, այսինքն՝ օքսիդացված են։

Եկեք միասին գրենք կաթոդում և անոդում տեղի ունեցող գործընթացների հավասարումները

Na + + e - = Na

2 C l - -2 e - \u003d Cl 2

Մեկ էլեկտրոն մասնակցում է նատրիումի կատիոնների վերականգնման գործընթացին, իսկ 2 էլեկտրոն՝ քլորի իոնների օքսիդացման գործընթացում։ Այնուամենայնիվ, պետք է պահպանվի էլեկտրական լիցքի պահպանման օրենքը, այսինքն՝ լուծույթի բոլոր մասնիկների ընդհանուր լիցքը պետք է լինի հաստատուն, հետևաբար, նատրիումի կատիոնների կրճատմանը մասնակցող էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի էլեկտրոնների թվին։ մասնակցում է քլորիդ իոնների օքսիդացմանը: Հետևաբար, մենք առաջին հավասարումը բազմապատկում ենք 2-ով.

Na + + e - \u003d Na 2

2C l - -2e - \u003d Cl 2 1

Մենք գումարում ենք երկու հավասարումները և ստանում ռեակցիայի ընդհանուր հավասարումը:

2 Na + + 2C l - \u003d 2 Na + Cl 2 (իոնային ռեակցիայի հավասարումը), կամ

2 NaCl \u003d 2 Na + Cl 2 (մոլեկուլային ռեակցիայի հավասարում)

Այսպիսով, դիտարկված օրինակում մենք տեսնում ենք, որ էլեկտրոլիզը ռեդոքս ռեակցիա է: Կաթոդում՝ դրական լիցքավորված իոնների՝ կատիոնների վերականգնում, անոդում՝ բացասական լիցքավորված իոնների՝ անիոնների օքսիդացում։ Հիշելու համար, թե որտեղ է տեղի ունենում գործընթացը, կարող եք օգտագործել «T կանոնը».

կաթոդ - կատիոն - կրճատում:

Օրինակ 2Նատրիումի հիդրօքսիդի հալված էլեկտրոլիզ:

Լուծման մեջ նատրիումի հիդրօքսիդը տարանջատվում է կատիոնների և հիդրօքսիդի իոնների։

Կաթոդ (-)<-- Na + + OH - à Анод (+)

Կաթոդի մակերեսի վրա նատրիումի կատիոնները կրճատվում են, և նատրիումի ատոմները ձևավորվում են.

կաթոդ (-) Na + +e à Na

Հիդրօքսիդի իոնները օքսիդանում են անոդի մակերեսի վրա, մինչդեռ թթվածինը ազատվում է և ձևավորվում են ջրի մոլեկուլներ.

կաթոդ (-) Na + + e à Na

անոդ (+)4 OH - - 4 e à 2 H 2 O + O 2

Նատրիումի կատիոնների վերականգնողական ռեակցիայի և հիդրօքսիդի իոնների օքսիդացման ռեակցիայի մեջ ներգրավված էլեկտրոնների թիվը պետք է լինի նույնը: Այսպիսով, եկեք բազմապատկենք առաջին հավասարումը 4-ով.

կաթոդ (-) Na + + e à Na 4

անոդ (+)4 OH - – 4 e à 2 H 2 O + O 2 1

Երկու հավասարումները միասին դնելով, մենք ստանում ենք էլեկտրոլիզի ռեակցիայի հավասարումը.

4 NaOH à 4 Na + 2 H 2 O + O 2

Օրինակ 3Դիտարկենք հալվածի էլեկտրոլիզը Al2O3

Օգտագործելով այս ռեակցիան՝ ալյումինը ստացվում է բոքսիտից՝ բնական միացությունից, որը պարունակում է մեծ քանակությամբ ալյումինի օքսիդ։ Ալյումինի օքսիդի հալման կետը շատ բարձր է (ավելի քան 2000º C), ուստի դրան ավելացվում են հատուկ հավելումներ՝ իջեցնելով հալման ջերմաստիճանը մինչև 800-900º C։ Հալման մեջ ալյումինի օքսիդը տարանջատվում է իոնների։ Al 3+ և O 2-. Հ Կատիոնները կրճատվում են կաթոդումԱլ 3+ , վերածվելով ալյումինի ատոմների.

Ալ +3 ե ա Ալ

Անիոնները օքսիդացվում են անոդում O 2- վերածվելով թթվածնի ատոմների. Թթվածնի ատոմներն անմիջապես միավորվում են O 2 մոլեկուլների մեջ.

2 O 2- – 4 e à O 2

Ալյումինի կատիոնների կրճատման և թթվածնի իոնների օքսիդացման մեջ ներգրավված էլեկտրոնների թիվը պետք է հավասար լինի, ուստի առաջին հավասարումը բազմապատկում ենք 4-ով, իսկ երկրորդը 3-ով.

Al 3+ +3 e à Al 0 4

2 O 2- – 4 e à O 2 3

Ավելացնենք երկու հավասարումները և ստացվենք

4 Al 3+ + 6 O 2- a 4 Al 0 +3 O 2 0 (իոնային ռեակցիայի հավասարում)

2 Al 2 O 3 à 4 Al + 3 O 2

Լուծման էլեկտրոլիզ

Էլեկտրոլիտի ջրային լուծույթով էլեկտրական հոսանք անցնելու դեպքում նյութը բարդանում է լուծույթում ջրի մոլեկուլների առկայությամբ, որոնք կարող են փոխազդել նաև էլեկտրոնների հետ։ Հիշեցնենք, որ ջրի մոլեկուլում ջրածնի և թթվածնի ատոմները միացված են բևեռային կովալենտային կապով: Թթվածնի էլեկտրաբացասականությունն ավելի մեծ է, քան ջրածնի էլեկտրաբացասականությունը, ուստի ընդհանուր էլեկտրոնային զույգերը տեղափոխվում են դեպի թթվածնի ատոմ։ Թթվածնի ատոմի վրա առաջանում է մասնակի բացասական լիցք, այն նշվում է δ-, իսկ ջրածնի ատոմների վրա՝ մասնակի դրական լիցք, նշանակում են δ+։

δ+

H-O δ-

│

H δ+

Լիցքերի այս տեղաշարժի շնորհիվ ջրի մոլեկուլն ունի դրական և բացասական «բևեռներ»։ Հետևաբար, ջրի մոլեկուլները դրական լիցքավորված բևեռով կարող են ձգվել դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ՝ կաթոդ, իսկ բացասական բևեռով՝ դեպի դրական լիցքավորված էլեկտրոդ՝ անոդ: Կաթոդում ջրի մոլեկուլները կարող են կրճատվել, և ջրածինը ազատվում է.

Ջրի մոլեկուլների օքսիդացումը կարող է տեղի ունենալ անոդում թթվածնի արտազատմամբ.

2 H 2 O - 4e - \u003d 4H + + O 2

Հետևաբար, կամ էլեկտրոլիտի կատիոնները կամ ջրի մոլեկուլները կարող են կրճատվել կաթոդում: Այս երկու գործընթացները կարծես մրցակցում են միմյանց հետ։ Թե ինչ գործընթաց է իրականում տեղի ունենում կաթոդում, կախված է մետաղի բնույթից: Կաթոդում մետաղի կատիոնները կամ ջրի մոլեկուլները կկրճատվեն, կախված է մետաղի դիրքից: մետաղական սթրեսների շարք .

Li K Na Ca Mg Al ¦¦ Zn Fe Ni Sn Pb (H 2) ¦¦ Cu Hg Ag Au

Եթե ​​մետաղը գտնվում է ջրածնի աջ կողմում գտնվող լարման շարքում, ապա կաթոդում մետաղի կատիոնները կրճատվում են, և ազատ մետաղը ազատվում է: Եթե ​​մետաղը գտնվում է ալյումինից ձախ լարման շարքում, ջրի մոլեկուլները կաթոդում կրճատվում են, և ջրածինը ազատվում է: Վերջապես, մետաղի կատիոնների դեպքում ցինկից մինչև կապար կարող է տեղի ունենալ կա՛մ մետաղի էվոլյուցիա, կա՛մ ջրածնի էվոլյուցիա, և երբեմն և՛ ջրածինը, և՛ մետաղը զարգանում են միաժամանակ: Ընդհանուր առմամբ, սա բավականին բարդ դեպք է, շատ բան կախված է ռեակցիայի պայմաններից՝ լուծույթի կոնցենտրացիան, ընթացիկ ուժը և այլն։

Երկու գործընթացներից մեկը կարող է տեղի ունենալ նաև անոդում` կա՛մ էլեկտրոլիտային անիոնների օքսիդացում, կա՛մ ջրի մոլեկուլների օքսիդացում: Թե ինչ գործընթաց է իրականում տեղի ունենում, կախված է անիոնի բնույթից: Անօքսինաթթուների կամ բուն թթուների աղերի էլեկտրոլիզի ժամանակ անիոնները օքսիդանում են անոդում։ Միակ բացառությունը ֆտորի իոնն էԶ- . Թթվածին պարունակող թթուների դեպքում ջրի մոլեկուլները օքսիդանում են անոդում, և թթվածինը ազատվում է։

Օրինակ 1Դիտարկենք նատրիումի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզը։

Նատրիումի քլորիդի ջրային լուծույթում կլինեն նատրիումի կատիոններ Na +, քլորի անիոններ Cl- և ջրի մոլեկուլներ:

2 NaCl a 2 Na + + 2 Cl -

2Н 2 О а 2 H + + 2 OH -

կաթոդ (-) 2 Na + ; 2 H +; 2Н + + 2е а Н 0 2

անոդ (+) 2 Cl - ; 2OH-; 2 Cl - – 2e a 2 Cl 0

2NaCl + 2H 2 O à H 2 + Cl 2 + 2NaOH

Քիմիական գործունեություն անիոններ գրեթե չեն նվազում է.

Օրինակ 2Իսկ եթե աղը պարունակում է SO 4 2- ? Դիտարկենք նիկելի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզը ( II ) նիկելի սուլֆատ ( II ) տարանջատվում է իոնների Ni 2+ և SO 4 2-:

NiSO 4 à Ni 2+ + SO 4 2-

H 2 O à H + + OH -

Նիկելի կատիոնները գտնվում են մետաղական իոնների միջև Al 3+ և Pb 2+ , զբաղեցնելով միջին դիրք լարման շարքում, կաթոդում վերականգնման գործընթացը տեղի է ունենում երկու սխեմաների համաձայն.

2 H 2 O + 2e - \u003d H 2 + 2OH -

Թթվածին պարունակող թթուների անիոնները չեն օքսիդանում անոդում ( անիոնային գործունեության շարք ), ջրի մոլեկուլները օքսիդացված են.

անոդ e à O 2 + 4H +

Եկեք միասին գրենք կաթոդում և անոդում տեղի ունեցող գործընթացների հավասարումները.

կաթոդ (-) Ni 2+; H + ; Ni 2+ + 2е а Ni 0

2 H 2 O + 2e - \u003d H 2 + 2OH -

անոդ (+) SO 4 2- ; OH -; 2H 2 O - 4 e à O 2 + 4H +

4 էլեկտրոն ներգրավված են վերականգնողական գործընթացներում, իսկ 4 էլեկտրոնները նույնպես ներգրավված են օքսիդացման գործընթացում։ Այս հավասարումները միասին դնելով, մենք ստանում ենք ընդհանուր ռեակցիայի հավասարումը.

Ni 2+ +2 H 2 O + 2 H 2 O à Ni 0 + H 2 + 2OH - + O 2 + 4 H +

Հավասարման աջ կողմում միաժամանակ կան H + իոններ ևօ- , որոնք միավորվում են՝ առաջացնելով ջրի մոլեկուլներ.

H + + OH - à H 2 O

Հետևաբար, հավասարման աջ կողմում՝ 4 H + իոնների և 2 իոնների փոխարենօ- մենք գրում ենք ջրի 2 մոլեկուլ և 2 H + իոն.

Ni 2+ +2 H 2 O + 2 H 2 O à Ni 0 + H 2 +2 H 2 O + O 2 + 2 H +

Կրճատենք ջրի երկու մոլեկուլ հավասարման երկու կողմերում.

Ni 2+ +2 H 2 O à Ni 0 + H 2 + O 2 + 2 H +

Սա կարճ իոնային հավասարում է: Ամբողջական իոնային հավասարումը ստանալու համար անհրաժեշտ է ավելացնել սուլֆատ իոնի երկու մասերը SO 4 2- , ձևավորվել է նիկելի սուլֆատի տարանջատման ժամանակ ( II ) և ռեակցիային չմասնակցող.

Ni 2+ + SO 4 2- + 2H 2 O à Ni 0 + H 2 + O 2 + 2H + + SO 4 2-

Այսպիսով, նիկելի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ ( II ) կաթոդում արտազատվում են ջրածինը և նիկելը, իսկ անոդում՝ թթվածինը։

NiSO 4 + 2H 2 O à Ni + H 2 + H 2 SO 4 + O 2

Օրինակ 3 Գրե՛ք իներտ անոդով նատրիումի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ տեղի ունեցող գործընթացների հավասարումները։

Համակարգի ստանդարտ էլեկտրոդային ներուժ Na + + e = Na 0-ը շատ ավելի բացասական է, քան ջրի էլեկտրոդի պոտենցիալը չեզոք ջրային միջավայրում (-0,41 Վ): Հետևաբար, ջրի էլեկտրաքիմիական կրճատումը տեղի կունենա կաթոդի վրա, որն ուղեկցվում է ջրածնի էվոլյուցիայով:

2Н 2 О а 2 H + + 2 OH -

և Na իոններ + կաթոդին գալը կկուտակվի լուծույթի հարակից մասում (կաթոդային տարածություն):

Անոդում տեղի կունենա ջրի էլեկտրաքիմիական օքսիդացում, ինչը կհանգեցնի թթվածնի արտազատմանը:

2 H 2 O - 4e à O 2 + 4 H +

քանի որ համապատասխանում է այս համակարգին ստանդարտ էլեկտրոդի ներուժ (1,23 V) զգալիորեն ցածր է ստանդարտ էլեկտրոդի ներուժից (2,01 V), որը բնութագրում է համակարգը

2 SO 4 2- + 2 e \u003d S 2 O 8 2-.

Իոններ SO 4 2- Էլեկտրոլիզի ժամանակ շարժվելով դեպի անոդը կկուտակվի անոդի տարածության մեջ:

Բազմապատկելով կաթոդի պրոցեսի հավասարումը երկուսով և այն ավելացնելով անոդային պրոցեսի հավասարման հետ՝ ստանում ենք էլեկտրոլիզի գործընթացի ընդհանուր հավասարումը.

6 H 2 O \u003d 2 H 2 + 4 OH - + O 2 + 4 H +

Հաշվի առնելով, որ իոնները միաժամանակ կուտակված են կաթոդի տարածության մեջ, իսկ իոնները՝ անոդում, ընդհանուր պրոցեսի հավասարումը կարող է գրվել հետևյալ ձևով.

6H 2 O + 2Na 2 SO 4 \u003d 2H 2 + 4Na + + 4OH - + O 2 + 4H + + 2SO 4 2-

Այսպիսով, ջրածնի և թթվածնի արտազատման հետ միաժամանակ ձևավորվում են նատրիումի հիդրօքսիդ (կաթոդային տարածությունում) և ծծմբաթթու (անոդային տարածությունում)։

Օրինակ 4Պղնձի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզ ( II) CuSO4.

Կաթոդ (-)<-- Cu 2+ + SO 4 2- à анод (+)

կաթոդ (-) Cu 2+ + 2e à Cu 0 2

անոդ (+) 2H 2 O - 4 e à O 2 + 4H + 1

H + իոնները մնում են լուծույթում և SO 4 2- , քանի որ ծծմբաթթուն կուտակվում է։

2CuSO 4 + 2H 2 O à 2Cu + 2H 2 SO 4 + O 2

Օրինակ 5 Պղնձի քլորիդի լուծույթի էլեկտրոլիզ ( II) CuCl 2.

Կաթոդ (-)<-- Cu 2+ + 2Cl - à анод (+)

կաթոդ (-) Cu 2+ + 2e à Cu 0

անոդ (+) 2Cl - – 2e à Cl 0 2

Երկու հավասարումները ներառում են երկու էլեկտրոն:

Cu 2+ + 2e à Cu 0 1

2Cl - -- 2e à Cl 2 1

Cu 2+ + 2 Cl - à Cu 0 + Cl 2 (իոնային հավասարում)

CuCl 2 à Cu + Cl 2 (մոլեկուլային հավասարում)

Օրինակ 6 Արծաթի նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզ AgNO3.

Կաթոդ (-)<-- Ag + + NO 3 - à Анод (+)

կաթոդ (-) Ag + + e à Ag 0

անոդ (+) 2H 2 O - 4 e à O 2 + 4H +

Ag + + e à Ag 0 4

2H 2 O - 4 e à O 2 + 4H + 1

4 Ag + + 2 H 2 O à 4 Ag 0 + 4 H + + Օ 2 (իոնային հավասարում)

4 Ագ + + 2 Հ 2 Օà 4 Ագ 0 + 4 Հ + + Օ 2 + 4 ՈՉ 3 - (լրիվ իոնային հավասարում)

4 AgNO 3 + 2 Հ 2 Օà 4 Ագ 0 + 4 ՀՆՕ 3 + Օ 2 (մոլեկուլային հավասարում)

Օրինակ 7 Աղաթթվի լուծույթի էլեկտրոլիզHCl.

Կաթոդ (-)<-- Հ + + Cl - à անոդ (+)

կաթոդ (-) 2Հ + + 2 եà Հ 2

անոդ (+) 2Cl - – 2 եà Cl 2

2 Հ + + 2 Cl - à Հ 2 + Cl 2 (իոնային հավասարում)

2 HClà Հ 2 + Cl 2 (մոլեկուլային հավասարում)

Օրինակ 8 Ծծմբաթթվի լուծույթի էլեկտրոլիզՀ 2 ԱՅՍՊԵՍ 4 .

Կաթոդ (-) <-- 2H + + SO 4 2- à անոդ (+)

կաթոդ (-)2H+ + 2eà Հ2

անոդ(+) 2H 2 O - 4եà O2+4H+

2H+ + 2eà Հ 2 2

2H2O-4եà O 2 + 4H + 1

4H+ + 2H2Oà 2H 2 + 4H+ + O 2

2H2Oà 2H2+O2

Օրինակ 9. Կալիումի հիդրօքսիդի լուծույթի էլեկտրոլիզԿՈՀ.

Կաթոդ (-)<-- Կ + + Օ՜ - à անոդ (+)

Կալիումի կատիոնները կաթոդում չեն կրճատվի, քանի որ կալիումը գտնվում է մետաղների լարման շարքում՝ ալյումինից ձախ, փոխարենը ջրի մոլեկուլները կկրճատվեն.

2H2O + 2eà H 2 + 2OH - 4OH - -4eà 2H 2 O + O 2

կաթոդ(-)2H2O+2eà H 2 + 2OH - 2

անոդ(+) 4OH - - 4eà 2H 2 O + O 2 1

4H 2 O + 4OH -à 2H 2 + 4OH - + 2H 2 O + O 2

2 Հ 2 Օà 2 Հ 2 + Օ 2

Օրինակ 10 Կալիումի նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզKNO 3 .

Կաթոդ (-) <-- K + + NO 3 - à անոդ (+)

2H2O + 2eà H 2 + 2OH - 2H 2 O - 4եà O2+4H+

կաթոդ(-)2H2O+2eà H 2 + 2OH-2

անոդ(+) 2H 2 O - 4եà O 2 + 4H + 1

4H2O + 2H2Oà 2H2+4OH-+4H++ O2

2H2Oà 2H2+O2

Երբ էլեկտրական հոսանք անցնում է թթվածին պարունակող թթուների, ալկալիների և թթվածին պարունակող թթուների աղերի լուծույթներով, մետաղների լարման շարքում գտնվող մետաղներով, ալյումինից ձախ, գործնականում տեղի է ունենում ջրի էլեկտրոլիզ: Այս դեպքում ջրածինը ազատվում է կաթոդում, իսկ թթվածինը` անոդում:

Եզրակացություններ. Էլեկտրոլիտների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի արտադրանքները որոշելիս ամենապարզ դեպքերում կարելի է առաջնորդվել հետևյալ նկատառումներով.

1. Մետաղական իոններ ստանդարտ պոտենցիալի փոքր հանրահաշվական արժեքով - իցԼի + նախքանԱլ 3+ ներառական - ունեն էլեկտրոններ նորից միացնելու շատ թույլ միտում՝ այս առումով զիջելով իոններինՀ + (սմ. Կատիոնների գործունեության շարք) Այս կատիոններ պարունակող միացությունների ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզում կաթոդի վրա օքսիդացնող նյութի ֆունկցիան կատարում են իոնները.Հ + , սխեմայի համաձայն վերականգնելիս.

2 Հ 2 Օ+ 2 եà Հ 2 + 2ՕՀ -

2. Մետաղական կատիոններ ստանդարտ պոտենցիալների դրական արժեքներով (Cu 2+ , Ագ + , հգ 2+ և այլն) ունեն էլեկտրոններ կցելու ավելի մեծ հակում, քան իոնները։ Իրենց աղերի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ այս կատիոնները արտանետում են օքսիդացնող նյութի ֆունկցիա կաթոդի վրա՝ միաժամանակ վերածվելով մետաղի՝ ըստ սխեմայի, օրինակ.

Cu 2+ +2 եà Cu 0

3. Մետաղների աղերի ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակZn, Ֆե, CD, Նիև մյուսները, զբաղեցնելով միջին դիրք լարման շարքի թվարկված խմբերի միջև, կաթոդում կրճատման գործընթացը տեղի է ունենում երկու սխեմաների համաձայն: Ազատված մետաղի զանգվածն այս դեպքերում չի համապատասխանում հոսող էլեկտրական հոսանքի քանակին, որի մի մասը ծախսվում է ջրածնի առաջացման վրա։

4. Էլեկտրոլիտների, մոնատոմային անիոնների ջրային լուծույթներում (Cl - , եղբ - , Ջ - ), թթվածին պարունակող անիոններ (ՈՉ 3 - , ԱՅՍՊԵՍ 4 2- , PO 4 3- և այլն), ինչպես նաև ջրի հիդրօքսիլ իոններ։ Դրանցից հալոգեն իոններն ունեն ավելի ուժեղ վերականգնող հատկություն, բացառությամբՖ. իոններՕ՜միջանկյալ դիրք են զբաղեցնում դրանց և բազմատոմ անիոնների միջև։ Հետեւաբար, ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակHCl, HBr, ՀԺկամ դրանց աղերը անոդի վրա, հալոգեն իոնները օքսիդացված են ըստ սխեմայի.

2 X - -2 եà X 2 0

Սուլֆատների, նիտրատների, ֆոսֆատների և այլն ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ։ Նվազեցնող նյութի գործառույթը կատարվում է իոններով՝ օքսիդանալով սխեմայի համաձայն.

4 ՀՈՀ – 4 եà 2 Հ 2 Օ + Օ 2 + 4 Հ +

.

Առաջադրանքներ.

Վ ա dacha 1. Պղնձի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում արձակվել է 48 գ պղինձ։ Գտե՛ք անոդում արձակված գազի ծավալը և լուծույթում գոյացած ծծմբաթթվի զանգվածը։

Պղնձի սուլֆատը լուծույթում չի տարանջատում ոչ մի իոնC 2+ ևՍ0 4 2 ".

CuS0 4 \u003d Cu 2+ + S0 4 2 "

Եկեք գրենք կաթոդում և անոդում տեղի ունեցող գործընթացների հավասարումները: Cu կատիոնները կրճատվում են կաթոդում, ջրի էլեկտրոլիզը տեղի է ունենում անոդում.

Cu 2+ + 2e- \u003d Cu12

2H 2 0-4e- = 4H + + 0 2 |1

Ընդհանուր էլեկտրոլիզի հավասարում.

2Cu2+ + 2H2O = 2Cu + 4H+ + O2 (կարճ իոնային հավասարում)

Հավասարման երկու կողմերին գումարում ենք 2-ական սուլֆատ իոն, որոնք առաջանում են պղնձի սուլֆատի տարանջատման ժամանակ, ստանում ենք ամբողջական իոնային հավասարումը.

2Cu2+ + 2S042" + 2H20 = 2Cu + 4H+ + 2SO4 2" + O2

2CuSO4 + 2H2O = 2Cu + 2H2SO4 + O2

Անոդում արձակված գազը թթվածին է: Լուծույթում առաջանում է ծծմբաթթու։

Պղնձի մոլային զանգվածը 64 գ/մոլ է, մենք հաշվարկում ենք պղնձի նյութի քանակը.

Ըստ ռեակցիայի հավասարման, երբ անոդից 2 մոլ պղինձ է բաց թողնվում, 1 մոլ թթվածին է անջատվում։ Կաթոդում արձակվել է 0,75 մոլ պղինձ, թող անոդում թողարկվի x մոլ թթվածին։ Եկեք համամասնություն կազմենք.

2/1=0,75/x, x=0,75*1/2=0,375 մոլ

Անոդում արձակվել է 0,375 մոլ թթվածին,

v(O2) = 0,375 մոլ.

Հաշվարկել արձակված թթվածնի ծավալը.

V(O2) \u003d v (O2) «VM \u003d 0,375 մոլ» 22,4 լ / մոլ \u003d 8,4 լ

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ երբ կաթոդում 2 մոլ պղինձ է արձակվում, լուծույթում առաջանում է 2 մոլ ծծմբաթթու, ինչը նշանակում է, որ եթե կաթոդում արձակվում է 0,75 մոլ պղինձ, ապա առաջանում է 0,75 մոլ ծծմբաթթու։ լուծույթում v (H2SO4) = 0,75 մոլ. Հաշվեք ծծմբաթթվի մոլային զանգվածը.

M(H2SO4) = 2-1+32+16-4 = 98 գ/մոլ:

Հաշվեք ծծմբաթթվի զանգվածը.

m (H2S04) \u003d v (H2S04> M (H2S04) \u003d \u003d 0,75 մոլ \u003d 98 գ / մոլ \u003d 73,5 գ.

Պատասխան.Անոդում արձակվել է 8,4 լիտր թթվածին; Լուծույթում առաջացել է 73,5 գ ծծմբաթթու

Առաջադրանք 2. Գտե՛ք 111,75 գ կալիումի քլորիդ պարունակող ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում և անոդում արձակված գազերի ծավալը: Ի՞նչ նյութ է առաջանում լուծույթում: Գտեք դրա զանգվածը:

Կալիումի քլորիդը լուծույթում տարանջատվում է K+ և Cl իոնների.

2KS1 \u003d K + + Cl

Կալիումի իոնները կաթոդում չեն կրճատվում, փոխարենը կրճատվում են ջրի մոլեկուլները: Քլորիդի իոնները օքսիդանում են անոդում և քլորն արտազատվում.

2H2O + 2e "= H2 + 20H-|1

2SG-2e "= C12|1

Ընդհանուր էլեկտրոլիզի հավասարում.

2CHl + 2H2O \u003d H2 + 2OH «+ C12 (կարճ իոնային հավասարում) Լուծումը պարունակում է նաև K + իոններ, որոնք ձևավորվել են կալիումի քլորիդի տարանջատման ժամանակ և չմասնակցող ռեակցիային.

2K+ + 2Cl + 2H20 = H2 + 2K+ + 2OH» + C12

Եկեք վերագրենք հավասարումը մոլեկուլային ձևով.

2KS1 + 2H2O = H2 + C12 + 2KOH

Ջրածինը ազատվում է կաթոդում, քլորը՝ անոդում, իսկ լուծույթում առաջանում է կալիումի հիդրօքսիդ։

Լուծույթը պարունակում էր 111,75 գ կալիումի քլորիդ։

Հաշվեք կալիումի քլորիդի մոլային զանգվածը.

M(KC1) = 39+35.5 = 74.5 գ/մոլ

Հաշվեք կալիումի քլորիդ նյութի քանակը.

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ 2 մոլ կալիումի քլորիդի էլեկտրոլիզից ազատվում է 1 մոլ քլոր։ Թող 1,5 մոլ կալիումի քլորիդի էլեկտրոլիզից ազատվի x մոլ քլոր։ Եկեք համամասնություն կազմենք.

2/1=1,5/x, x=1,5 /2=0,75 մոլ

Կթողարկվի 0,75 մոլ քլոր, v (C! 2) \u003d 0,75 մոլ: Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ երբ անոդում 1 մոլ քլոր է բաց թողնվում, կաթոդում 1 մոլ ջրածին է արտազատվում։ Հետևաբար, եթե անոդում արձակվում է 0,75 մոլ քլոր, ապա կաթոդում արտազատվում է 0,75 մոլ ջրածին, v(H2) = 0,75 մոլ։

Եկեք հաշվարկենք անոդում արձակված քլորի ծավալը.

V (C12) \u003d v (Cl2) -VM \u003d 0,75 մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ \u003d 16,8 լ:

Ջրածնի ծավալը հավասար է քլորի ծավալին.

Y (H2) \u003d Y (C12) \u003d 16,8 լ.

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ 2 մոլ կալիումի քլորիդի էլեկտրոլիզի ժամանակ առաջանում է 2 մոլ կալիումի հիդրօքսիդ, ինչը նշանակում է, որ 0,75 մոլ կալիումի քլորիդի էլեկտրոլիզի ժամանակ առաջանում է 0,75 մոլ կալիումի հիդրօքսիդ։ Հաշվեք կալիումի հիդրօքսիդի մոլային զանգվածը.

M (KOH) \u003d 39 + 16 + 1 - 56 գ / մոլ:

Հաշվեք կալիումի հիդրօքսիդի զանգվածը.

m(KOH) \u003d v (KOH> M (KOH) \u003d 0,75 մոլ-56 գ / մոլ \u003d 42 գ:

Պատասխան.Կաթոդում արձակվել է 16,8 լիտր ջրածին, անոդում՝ 16,8 լիտր քլոր, իսկ լուծույթում առաջացել է 42 գ կալիումի հիդրօքսիդ։

Առաջադրանք 3. Անոդում 19 գ երկվալենտ մետաղի քլորիդի լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ արտանետվել է 8,96 լիտր քլոր։ Որոշեք, թե որ մետաղի քլորիդն է ենթարկվել էլեկտրոլիզի: Հաշվեք կաթոդում արձակված ջրածնի ծավալը:

Նշում ենք անհայտ մետաղը M, նրա քլորիդի բանաձևը MC12 է։ Անոդում քլորիդի իոնները օքսիդանում են, և քլորն ազատվում է: Պայմանն ասում է, որ ջրածինը ազատվում է կաթոդում, հետևաբար ջրի մոլեկուլները կրճատվում են.

2H20 + 2e- = H2 + 2OH|1

2Cl -2e "= C12! 1

Ընդհանուր էլեկտրոլիզի հավասարում.

2Cl + 2H2O \u003d H2 + 2OH "+ C12 (կարճ իոնային հավասարում)

Լուծույթը պարունակում է նաև M2+ իոններ, որոնք ռեակցիայի ընթացքում չեն փոխվում։ Մենք գրում ենք իոնային ռեակցիայի ամբողջական հավասարումը.

2SG + M2+ + 2H2O = H2 + M2+ + 2OH- + C12

Եկեք վերագրենք ռեակցիայի հավասարումը մոլեկուլային ձևով.

MS12 + 2H2O - H2 + M(OH)2 + C12

Գտեք անոդում արձակված քլորի քանակը.

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ անհայտ մետաղի 1 մոլ քլորիդի էլեկտրոլիզի ժամանակ արտազատվում է 1 մոլ քլոր։ Եթե ​​արձակվել է 0,4 մոլ քլոր, ապա էլեկտրոլիզի է ենթարկվել 0,4 մոլ մետաղի քլորիդ։ Հաշվել մետաղի քլորիդի մոլային զանգվածը.

Անհայտ մետաղի քլորիդի մոլային զանգվածը 95 գ/մոլ է։ Քլորի երկու ատոմի համար կա 35,5"2 = 71 գ/մոլ: Հետեւաբար, մետաղի մոլային զանգվածը 95-71 = 24 գ/մոլ է: Մագնեզիումը համապատասխանում է այս մոլային զանգվածին։

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ անոդում արձակված 1 մոլ քլորի համար կաթոդում արձակվում է 1 մոլ ջրածին։ Մեր դեպքում անոդում արձակվել է 0,4 մոլ քլոր, ինչը նշանակում է, որ կաթոդում արձակվել է 0,4 մոլ ջրածին։ Հաշվել ջրածնի ծավալը.

V (H2) \u003d v (H2> VM \u003d 0,4 մոլ \u003d 22,4 լ / մոլ \u003d 8,96 լ.

Պատասխան.ենթարկվում է մագնեզիումի քլորիդի էլեկտրոլիզի լուծույթին; Կաթոդում արձակվել է 8,96 լիտր ջրածին։

*Խնդիր 4. 15% խտությամբ կալիումի սուլֆատի 200 գ լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ անոդում արձակվել է 14,56 լ թթվածին։ Հաշվե՛ք լուծույթի կոնցենտրացիան էլեկտրոլիզի վերջում:

Կալիումի սուլֆատի լուծույթում ջրի մոլեկուլները արձագանքում են ինչպես կաթոդում, այնպես էլ անոդում.

2H20 + 2e "= H2 + 20H-|2

2H2O - 4e "= 4H+ + O2! 1

Եկեք երկու հավասարումները միասին դնենք.

6H2O \u003d 2H2 + 4OH "+ 4H + + O2, կամ

6H2O \u003d 2H2 + 4H2O + O2, կամ

2H2O = 2H2 + 02

Փաստորեն, կալիումի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ տեղի է ունենում ջրի էլեկտրոլիզ։

Լուծված նյութի կոնցենտրացիան լուծույթում որոշվում է բանաձևով.

C=m(լուծույթ) 100% /մ(լուծույթ)

Էլեկտրոլիզի վերջում կալիումի սուլֆատի լուծույթի կոնցենտրացիան գտնելու համար անհրաժեշտ է իմանալ կալիումի սուլֆատի զանգվածը և լուծույթի զանգվածը։ Կալիումի սուլֆատի զանգվածը ռեակցիայի ընթացքում չի փոխվում։ Հաշվե՛ք սկզբնական լուծույթում կալիումի սուլֆատի զանգվածը։ Նախնական լուծույթի կոնցենտրացիան նշենք որպես C

m(K2S04) = C2 (K2S04) m(լուծույթ) = 0,15 200 գ = 30 գ:

Լուծույթի զանգվածը փոխվում է էլեկտրոլիզի ժամանակ, քանի որ ջրի մի մասը վերածվում է ջրածնի և թթվածնի։ Հաշվարկել արձակված թթվածնի քանակը.

(Օ 2) \u003d V (O2) / Vm \u003d 14,56 լ / 22,4 լ / մոլ \u003d 0,65 մոլ

Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ 2 մոլ ջրից առաջանում է 1 մոլ թթվածին։ x մոլ ջրի տարրալուծման ժամանակ թող արձակվի 0,65 մոլ թթվածին։ Եկեք համամասնություն կազմենք.

1,3 մոլ ջուր քայքայված, v(H2O) = 1,3 մոլ.

Հաշվեք ջրի մոլային զանգվածը.

M(H2O) \u003d 1-2 + 16 \u003d 18 գ / մոլ:

Հաշվեք քայքայված ջրի զանգվածը.

m(H2O) \u003d v (H2O> M (H2O) \u003d 1,3 մոլ * 18 գ / մոլ \u003d 23,4 գ:

Կալիումի սուլֆատի լուծույթի զանգվածը նվազել է 23,4 գ-ով և հավասարվել 200-23,4 = 176,6 գ: Այժմ հաշվարկենք կալիումի սուլֆատի լուծույթի կոնցենտրացիան էլեկտրոլիզի վերջում.

С2 (K2 SO4)=m(K2 SO4) 100% / մ (լուծույթ)=30գ 100% / 176.6գ=17%

Պատասխան.էլեկտրոլիզի վերջում լուծույթի կոնցենտրացիան 17% է:

* 3 խնդիր 5. 188,3 գ նատրիումի և կալիումի քլորիդների խառնուրդը լուծել են ջրի մեջ և ստացված լուծույթով էլեկտրական հոսանք են անցել։ Էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում արտանետվել է 33,6 լիտր ջրածին։ Հաշվե՛ք խառնուրդի բաղադրությունը տոկոսներով՝ ըստ քաշի։

Կալիումի և նատրիումի քլորիդների խառնուրդը ջրում լուծելուց հետո լուծույթը պարունակում է K+, Na+ և Cl- իոններ։ Կաթոդում ոչ կալիումի, ոչ էլ նատրիումի իոնները չեն կրճատվում, ջրի մոլեկուլները կրճատվում են: Քլորիդի իոնները օքսիդանում են անոդում և քլորն արտազատվում.

Եկեք վերագրենք հավասարումները մոլեկուլային ձևով.

2KS1 + 2H20 = H2 + C12 + 2KOH

2NaCl + 2H2O = H2 + C12 + 2NaOH

Նշանակենք խառնուրդում պարունակվող կալիումի քլորիդ նյութի քանակը x մոլ, իսկ նատրիումի քլորիդ նյութի քանակը՝ y մոլ։ Ըստ ռեակցիայի հավասարման՝ 2 մոլ նատրիումի կամ կալիումի քլորիդի էլեկտրոլիզի ժամանակ անջատվում է 1 մոլ ջրածին։ Հետևաբար, կալիումի քլորիդի x մոլ էլեկտրոլիզի ժամանակ առաջանում է x/2 կամ 0,5x մոլ ջրածին, իսկ էլեկտրոլիզի ժամանակ նատրիումի քլորիդի y մոլը կազմում է 0,5y մոլ ջրածին։ Գտնենք քանակը ջրածնային նյութեր, թողարկվել է խառնուրդի էլեկտրոլիզի ժամանակ.

Եկեք հավասարումը կազմենք՝ 0.5x + 0.5y \u003d 1.5

Հաշվեք կալիումի և նատրիումի քլորիդների մոլային զանգվածները.

M(KC1) = 39+35.5 = 74.5 գ/մոլ

M (NaCl) \u003d 23 + 35,5 \u003d 58,5 գ / մոլ

Կալիումի քլորիդի զանգվածը x մոլ է.

m (KCl) \u003d v (KCl) -M (KCl) \u003d x մոլ-74,5 գ / մոլ \u003d 74,5 x գ:

Նատրիումի քլորիդի մոլի զանգվածը հետևյալն է.

m (KCl) \u003d v (KCl) -M (KCl) \u003d y mol-74,5 գ / մոլ \u003d 58,5 u գ:

Խառնուրդի զանգվածը 188,3 գ է, կատարում ենք երկրորդ հավասարումը.

74.5x + 58.5y = 188.3

Այսպիսով, մենք լուծում ենք երկու անհայտով երկու հավասարումների համակարգ.

0,5 (x + y) = 1,5

74,5x + 58,5y = 188,3գ

Առաջին հավասարումից մենք արտահայտում ենք x.

x + y \u003d 1.5 / 0.5 \u003d 3,

x = 3-y

x-ի այս արժեքը փոխարինելով երկրորդ հավասարման մեջ՝ ստանում ենք.

74.5-(3-y) + 58.5y = 188.3

223.5-74.5y + 58.5y = 188.3

-16y = -35.2

y \u003d 2.2 100% / 188.3g \u003d 31.65%

Հաշվել զանգվածային բաժիննատրիումի քլորիդ:

w(NaCl) = 100% - w(KCl) = 68,35%

Պատասխան.խառնուրդը պարունակում է 31,65% կալիումի քլորիդ և 68,35% նատրիումի քլորիդ:

Քիմիական խնդիրների լուծում
տեղյակ է Ֆարադեյի օրենքին
ավագ դպրոց

Հեղինակի զարգացում

Քիմիական տարբեր խնդիրների մեծ բազմազանության մեջ, ինչպես ցույց է տալիս դպրոցում դասավանդման պրակտիկան, ամենամեծ դժվարությունները առաջանում են խնդիրներից, որոնց լուծման համար, բացի ամուր քիմիական գիտելիքներից, պահանջվում է լավ տիրապետել նյութին: ֆիզիկայի դասընթացից։ Եվ չնայած ամեն միջնակարգ դպրոց չէ, որ ուշադրություն է դարձնում երկու կուրսերի՝ քիմիայի և ֆիզիկայի գիտելիքների միջոցով գոնե ամենապարզ խնդիրների լուծմանը, այս տիպի խնդիրներ երբեմն հանդիպում են ընդունելության քննություններին այն բուհերում, որտեղ քիմիան հիմնական առարկան է: Եվ հետևաբար, առանց դասարանում նման խնդիրների վերլուծության, ուսուցիչը կարող է ակամա զրկել իր աշակերտին քիմիական մասնագիտությամբ համալսարան ընդունվելու հնարավորությունից։
Այս հեղինակի մշակումը պարունակում է ավելի քան քսան առաջադրանքներ՝ այս կամ այն ​​կերպ կապված «Էլեկտրոլիզ» թեմայի հետ։ Այս տիպի խնդիրներ լուծելու համար անհրաժեշտ է ոչ միայն լավ իմացություն ունենալ «Էլեկտրոլիզ» թեմայի վերաբերյալ. դպրոցական դասընթացքիմիա, այլեւ իմանալ Ֆարադայի օրենքը, որն ուսումնասիրվում է դպրոցական ֆիզիկայի կուրսում։
Միգուցե առաջադրանքների այս ընտրությունը կհետաքրքրի դասարանի բացարձակապես բոլոր ուսանողներին կամ հասանելի է բոլորին: Այնուամենայնիվ, այս տիպի առաջադրանքները խորհուրդ է տրվում վերլուծել հետաքրքրված ուսանողների խմբի հետ շրջանակում կամ ընտրովի դասարանում: Կարելի է վստահորեն նշել, որ այս տիպի առաջադրանքները բարդ են և առնվազն բնորոշ չեն դպրոցական քիմիայի դասընթացին (խոսքը միջինի մասին է. հանրակրթական դպրոց), և, հետևաբար, այս տիպի խնդիրները կարող են ապահով կերպով ներառվել 10-րդ կամ 11-րդ դասարանների դպրոցական կամ շրջանային քիմիայի օլիմպիադայի տարբերակներում:
Յուրաքանչյուր խնդրի մանրամասն լուծում ունենալը զարգացումը դարձնում է արժեքավոր գործիք, հատկապես սկսնակ ուսուցիչների համար: Ուսանողների հետ ընտրովի դասի կամ շրջանագծի դասի մի քանի առաջադրանք վերլուծելով՝ ստեղծագործ ուսուցիչը, անշուշտ, տանը կդնի նույն տիպի մի քանի առաջադրանքներ և կօգտագործի այս զարգացումը տնային առաջադրանքները ստուգելու գործընթացում, ինչը զգալիորեն կխնայի ուսուցչի արժեքավոր ժամանակը:

Խնդրի վերաբերյալ տեսական տեղեկատվություն

քիմիական ռեակցիաներԷլեկտրոլիտի լուծույթում կամ հալված էլեկտրոդների վրա էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ հոսելը կոչվում է էլեկտրոլիզ։ Դիտարկենք մի օրինակ։

Մոտ 700 ° C ջերմաստիճանի բաժակի մեջ կա NaCl նատրիումի քլորիդի հալվածք, էլեկտրոդները ընկղմված են դրա մեջ: Նախքան հալոցքի միջով էլեկտրական հոսանք անցնելը, Na + և Cl - իոնները պատահականորեն շարժվում են, սակայն, երբ էլեկտրական հոսանք է կիրառվում, այս մասնիկների շարժումը կարգավորված է դառնում. Na + իոնները շտապում են դեպի բացասական լիցքավորված էլեկտրոդ, իսկ Cl - իոնները: - դրական լիցքավորված էլեկտրոդին:

Եւ նաԼիցքավորված ատոմ կամ ատոմների խումբ, որն ունի լիցք:

Կատիոնդրական լիցքավորված իոն է։

Անիոնբացասական լիցքավորված իոն է։

Կաթոդ- բացասական լիցքավորված էլեկտրոդը (դրական լիցքավորված իոններ - կատիոններ) շարժվում է դեպի այն:

Անոդ- դրական լիցքավորված էլեկտրոդը (բացասական լիցքավորված իոններ - անիոններ) շարժվում է դեպի այն:

Նատրիումի քլորիդի հալման էլեկտրոլիզ պլատինե էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

Ածխածնի էլեկտրոդների վրա նատրիումի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ

Ընդհանուր արձագանքը:

կամ մոլեկուլային ձևով.

Պղնձի (II) քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզը ածխածնային էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

AT էլեկտրաքիմիական շարքմետաղների ակտիվությունը, պղինձը գտնվում է ջրածնի աջ կողմում, ուստի պղինձը կկրճատվի կաթոդում, իսկ քլորը կօքսիդանա անոդում:

Նատրիումի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ պլատինե էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

Նմանապես, տեղի է ունենում կալիումի նիտրատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզը (պլատինե էլեկտրոդներ):

Ցինկի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ գրաֆիտի էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

Երկաթի(III) նիտրատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ պլատինե էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

Արծաթի նիտրատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ պլատինե էլեկտրոդների վրա

Ընդհանուր արձագանքը:

Պլատինի էլեկտրոդների վրա ալյումինի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ

Ընդհանուր արձագանքը:

Պղնձի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ պղնձի էլեկտրոդների վրա - էլեկտրաքիմիական զտում

Լուծույթում CuSO 4-ի կոնցենտրացիան մնում է հաստատուն, գործընթացը կրճատվում է մինչև անոդ նյութը կաթոդ տեղափոխելը: Սա էլեկտրաքիմիական զտման (մաքուր մետաղի ստացման) գործընթացի էությունն է։

Որոշակի աղի էլեկտրոլիզի սխեմաներ կազմելիս պետք է հիշել, որ.

- մետաղական կատիոնները, որոնք ունեն ավելի բարձր ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալ (SEP), քան ջրածինը (պղնձից մինչև ոսկի ներառյալ) էլեկտրոլիզի ընթացքում գրեթե ամբողջությամբ կրճատվում են կաթոդում.

- փոքր SEP արժեքներով մետաղական կատիոններ (լիթիումից մինչև ալյումին ներառյալ) կաթոդում չեն կրճատվում, փոխարենը ջրի մոլեկուլները վերածվում են ջրածնի.

- մետաղական կատիոնները, որոնց SEC արժեքները ջրածնի արժեքներից փոքր են, բայց ավելի մեծ, քան ալյումինինը (ալյումինից ջրածին), ջրի հետ միաժամանակ կրճատվում են կաթոդում էլեկտրոլիզի ժամանակ.

- եթե ջրային լուծույթը պարունակում է տարբեր մետաղների կատիոնների խառնուրդ, օրինակ՝ Ag +, Cu 2+, Fe 2+, ապա այս խառնուրդում առաջինը կկրճատվի արծաթը, ապա պղինձը և վերջինը՝ երկաթը.

- էլեկտրոլիզի ժամանակ չլուծվող անոդի վրա անիոնները կամ ջրի մոլեկուլները օքսիդանում են, իսկ S 2–, I –, Br – , Cl – հեշտությամբ օքսիդանում են անիոնները.

– եթե լուծույթը պարունակում է թթվածին պարունակող թթուների անիոններ, , , , ապա ջրի մոլեկուլները անոդում օքսիդացվում են թթվածնի.

- եթե անոդը լուծելի է, ապա էլեկտրոլիզի ժամանակ այն ինքնին ենթարկվում է օքսիդացման, այսինքն՝ էլեկտրոններ է ուղարկում արտաքին միացում. երբ էլեկտրոններն ազատվում են, էլեկտրոդի և լուծույթի միջև հավասարակշռությունը տեղաշարժվում է, և անոդը լուծվում է:

Եթե ​​էլեկտրոդային պրոցեսների ամբողջ շարքից առանձնացնենք միայն ընդհանուր հավասարմանը համապատասխանող

Մ զ+ + զե=M,

ապա մենք ստանում ենք մետաղական լարվածության միջակայք. Ջրածինը նույնպես միշտ տեղադրվում է այս շարքում, ինչը հնարավորություն է տալիս տեսնել, թե որ մետաղներն են կարողանում ջրածինը տեղահանել թթուների ջրային լուծույթներից, իսկ որոնք՝ ոչ (աղյուսակ):

Աղյուսակ

Սթրեսային մետաղների մի շարք

Հավասարումը էլեկտրոդ գործընթաց	Ստանդարտ էլեկտրոդ ներուժը ժամը 25 °С, Վ	Հավասարումը էլեկտրոդ գործընթաց	Ստանդարտ էլեկտրոդ ներուժ 25 °C-ում, Վ
Li + + 1 ե= Li0	–3,045	Co2+ + 2 ե= Co0	–0,277
Rb + + 1 ե= Rb0	–2,925	Նի 2+ + 2 ե= Ni0	–0,250
K++1 ե= K0	–2,925	Sn 2+ + 2 ե= Sn0	–0,136
Cs + + 1 ե= Cs 0	–2,923	Pb 2+ + 2 ե= Pb 0	–0,126
Ca 2+ + 2 ե= Ca0	–2,866	Fe 3+ + 3 ե= Fe0	–0,036
Na + + 1 ե= Na 0	–2,714	2H++2 ե=H2	0
Mg 2+ + 2 ե=Mg0	–2,363	Bi 3+ + 3 ե= Bi0	0,215
Ալ 3+ + 3 ե=Al0	–1,662	Cu 2+ + 2 ե= Cu 0	0,337
Ti 2+ + 2 ե= Ti0	–1,628	Cu + +1 ե= Cu 0	0,521
Mn 2+ + 2 ե=Mn0	–1,180	Hg 2 2+ + 2 ե= 2Hg0	0,788
Cr 2+ + 2 ե=Cr0	–0,913	Ag + + 1 ե= Ag0	0,799
Zn 2+ + 2 ե= Zn0	–0,763	Hg 2+ + 2 ե= Hg0	0,854
Cr 3+ + 3 ե=Cr0	–0,744	Pt 2+ + 2 ե= Pt0	1,2
Fe 2+ + 2 ե= Fe0	–0,440	Au 3+ + 3 ե= Au 0	1,498
CD 2+ + 2 ե= CD 0	–0,403	Au++1 ե= Au 0	1,691

Ավելի պարզ ձևով մետաղական սթրեսների մի շարք կարելի է ներկայացնել հետևյալ կերպ.

Էլեկտրոլիզի խնդիրների մեծ մասը լուծելու համար պահանջվում է Ֆարադեյի օրենքի իմացություն, որի բանաձևի արտահայտությունը տրված է ստորև.

մ = Մ Ի տ/(զ Ֆ),

որտեղ մէլեկտրոդի վրա արձակված նյութի զանգվածն է, Ֆ- Ֆարադայի թիվը, հավասար է 96 485 Ա վ/մոլի կամ 26,8 Աժ/մոլի, Մէլեկտրոլիզի ընթացքում փոքրացած տարրի մոլային զանգվածն է, տ- էլեկտրոլիզի գործընթացի ժամանակը (վայրկյաններով), Ի- ընթացիկ ուժ (ամպերով), զգործընթացում ներգրավված էլեկտրոնների թիվն է:

Առաջադրանքի պայմանները

1. Նիկելի ի՞նչ զանգված կթողնի նիկելի նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզը 1 ժամ 20 Ա հոսանքի ժամանակ.

2. Ի՞նչ հոսանքի ուժգնությամբ է անհրաժեշտ իրականացնել արծաթի նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզի գործընթացը 10 ժամվա ընթացքում 0,005 կգ մաքուր մետաղ ստանալու համար։

3. Պղնձի ի՞նչ զանգված կթողարկվի պղնձի (II) քլորիդային հալվածքի էլեկտրոլիզի ժամանակ 2 ժամ 50 Ա հոսանքի դեպքում.

4. Որքա՞ն ժամանակ է պահանջվում 120 Ա հոսանքի տակ ցինկի սուլֆատի ջրային լուծույթը էլեկտրոլիզացնելու համար, որպեսզի ստացվի 3,5 գ ցինկ:

5. Ի՞նչ զանգվածով երկաթ կթողարկվի երկաթի (III) սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզը 2 ժամ 200 Ա հոսանքի դեպքում.

6. Ի՞նչ հոսանքի ուժգնությամբ է անհրաժեշտ իրականացնել պղնձի (II) նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզի գործընթացը 15 ժամվա ընթացքում 200 գ մաքուր մետաղ ստանալու համար։

7. Որքա՞ն ժամանակ է անհրաժեշտ 30 Ա հոսանքի տակ երկաթի (II) քլորիդի հալման էլեկտրոլիզի պրոցեսը 20 գ մաքուր երկաթ ստանալու համար։

8. Ի՞նչ հոսանքի ուժգնությամբ է անհրաժեշտ իրականացնել սնդիկի (II) նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզի գործընթացը 1,5 ժամվա ընթացքում 0,5 կգ մաքուր մետաղ ստանալու համար։

9. Ի՞նչ հոսանքի ուժգնությամբ է անհրաժեշտ իրականացնել նատրիումի քլորիդի հալոցի էլեկտրոլիզի գործընթացը 1,5 ժամվա ընթացքում 100 գ մաքուր մետաղ ստանալու համար։

10. Կալիումի քլորիդի հալվածքը 2 ժամ էլեկտրոլիզի է ենթարկվել 5 Ա հոսանքի ժամանակ: Ստացված մետաղը արձագանքել է 2 կգ կշռող ջրի հետ: Ալկալային լուծույթի ի՞նչ կոնցենտրացիան է ստացվել այս դեպքում.

11. Քանի՞ գրամ աղաթթվի 30% լուծույթ կպահանջվի երկաթի հետ ամբողջական փոխազդեցության համար, որը ստացվում է երկաթի (III) սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզից 0,5 ժամ ընթացիկ ուժգնությամբ:
10 Ա?

12. 15 Ա հոսանքով 245 րոպե անցկացված ալյումինի քլորիդի հալվածքի էլեկտրոլիզի գործընթացում ստացվել է մաքուր ալյումին։ Քանի՞ գրամ երկաթ կարելի է ստանալ ալյումինջերմային մեթոդով, երբ ալյումինի տվյալ զանգվածը փոխազդում է երկաթի (III) օքսիդի հետ:

13. Քանի՞ միլիլիտր KOH-ի 12% լուծույթ՝ 1,111 գ/մլ խտությամբ, կպահանջվի ալյումինի հետ (կալիումի տետրահիդրօքսիալյումինատի ձևավորմամբ) արձագանքելու համար, որը ստացվում է ալյումինի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզով 300 րոպե 25 Ա հոսանքի ժամանակ։ ?

14. Քանի՞ միլիլիտր 1,139 գ/մլ խտությամբ ծծմբաթթվի 20% լուծույթ կպահանջվի 100 րոպե 55 Ա հոսանքի դեպքում ցինկի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզով ստացված ցինկի հետ փոխազդելու համար:

15. Ի՞նչ ծավալի ազոտի օքսիդ (IV) (n.o.) կստացվի, երբ տաք խտացված ազոտաթթվի ավելցուկը փոխազդում է քրոմի հետ, որը ստացվում է քրոմի (III) սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզով 100 րոպե 75 Ա հոսանքի դեպքում:

16. Ի՞նչ ծավալով ազոտի օքսիդ (II) (n.o.) կստացվի, երբ ազոտաթթվի լուծույթի ավելցուկը փոխազդում է պղնձի հետ, որը ստացվում է պղնձի (II) քլորիդի հալոցի էլեկտրոլիզով 50 րոպե 10,5 Ա հոսանքի ուժգնությամբ:

17. Որքա՞ն ժամանակ է անհրաժեշտ երկաթի (II) քլորիդի հալման էլեկտրոլիզը 30 Ա հոսանքի տակ, որպեսզի 100 գ աղաթթվի 30% լուծույթի հետ ամբողջական փոխազդեցության համար անհրաժեշտ երկաթը ստացվի:

18. Որքա՞ն ժամանակ է անհրաժեշտ նիկելի նիտրատի լուծույթի էլեկտրոլիզը 15 Ա հոսանքի տակ, որպեսզի տաքացվի 200 գ 35% ծծմբաթթվի լուծույթի հետ ամբողջական փոխազդեցության համար անհրաժեշտ նիկելը:

19. Նատրիումի քլորիդի հալոցքը էլեկտրոլիզվել է 20 Ա հոսանքով 30 րոպե, իսկ կալիումի քլորիդի հալոցքը էլեկտրոլիզվել է 80 րոպե 18 Ա հոսանքով։ Երկու մետաղներն էլ լուծվել են 1 կգ ջրի մեջ։ Ստացված լուծույթում գտե՛ք ալկալիների կոնցենտրացիան:

20. Մագնեզիում, որը ստացվում է մագնեզիումի քլորիդի հալման էլեկտրոլիզից 200 րոպե ընթացիկ ուժգնությամբ
10 Ա, լուծված 1,5 լ 25% ծծմբաթթվի լուծույթում 1,178 գ/մլ խտությամբ: Ստացված լուծույթում գտե՛ք մագնեզիումի սուլֆատի կոնցենտրացիան։

21. Ցինկը ստացվում է ցինկի սուլֆատի լուծույթի էլեկտրոլիզից 100 րոպե ընթացիկ ուժգնությամբ

17 Ա, լուծվել է 1 լ 10% ծծմբաթթվի 1,066 գ/մլ խտությամբ լուծույթում։ Ստացված լուծույթում գտե՛ք ցինկի սուլֆատի կոնցենտրացիան։

22. Երկաթի (III) քլորիդի հալոցքի էլեկտրոլիզից ստացված երկաթը 70 րոպե 11 Ա հոսանքով փոշիացվել և ընկղմվել է 300 գ 18% պղնձի (II) սուլֆատի լուծույթի մեջ։ Գտեք նստվածքի պղնձի զանգվածը:

23. Մագնեզիում, որը ստացվում է մագնեզիումի քլորիդի հալման էլեկտրոլիզից 90 րոպե ընթացիկ ուժգնությամբ
17 Ա, ընկղմվել են աղաթթվի ավելցուկի մեջ: Գտեք արձակված ջրածնի ծավալը և քանակը (n.o.s.):

24. Ալյումինի սուլֆատի լուծույթը 1 ժամ էլեկտրոլիզի է ենթարկվել 20 Ա հոսանքի ժամանակ: Քանի՞ գրամ աղաթթվի 15% լուծույթ կպահանջվի ստացված ալյումինի հետ ամբողջական փոխազդեցության համար:

25. Քանի՞ լիտր թթվածին և օդ (N.O.) կպահանջվի մագնեզիումի ամբողջական այրման համար, որը ստացվում է մագնեզիումի քլորիդի հալվածքի էլեկտրոլիզով 35 րոպե 22 Ա հոսանքի դեպքում:

Պատասխանների և լուծումների համար տե՛ս հետևյալ համարները

Որը հոսում է լուծույթի կամ հալած էլեկտրոլիտի մեջ ընկղմված էլեկտրոդների վրա էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ։

Էլեկտրոդների երկու տեսակ կա.

Անոդ օքսիդացում.

Կաթոդայն էլեկտրոդն է, որի վրա վերականգնում. Անիոնները հակված են դեպի անոդ, քանի որ այն ունի դրական լիցք: Կատիոնները հակված են դեպի կաթոդը, քանի որ այն բացասական լիցքավորված է և, ֆիզիկայի օրենքների համաձայն, հակառակ լիցքերը ձգվում են։ Ցանկացած էլեկտրաքիմիական գործընթացում երկու էլեկտրոդներն էլ առկա են: Սարքը, որում իրականացվում է էլեկտրոլիզ, կոչվում է էլեկտրոլիզատոր։ Բրինձ. մեկ.

Էլեկտրոլիզի քանակական բնութագրերն արտահայտվում են Ֆարադեյի երկու օրենքներով.

1) Էլեկտրոդի վրա արձակված նյութի զանգվածն ուղիղ համեմատական ​​է էլեկտրոլիտով անցած էլեկտրաէներգիայի քանակին.

2) Տարբեր քիմիական միացությունների էլեկտրոլիզի ժամանակ էլեկտրոդների վրա նույն քանակությամբ էլեկտրաէներգիա է արտանետվում նյութերի զանգվածներ՝ համաչափ դրանց էլեկտրաքիմիական համարժեքներին.

Այս երկու օրենքները կարելի է միավորել մեկ հավասարման մեջ.

որտեղ մարձակված նյութի զանգվածն է, g;

nէլեկտրոդների գործընթացում փոխանցված էլեկտրոնների քանակն է.

ՖՖարադայի թիվն է ( Ֆ=96485 C/մոլ)

Ի– ընթացիկ ուժ, A;

տ– ժամանակ, s;

Մարձակված նյութի մոլային զանգվածն է՝ գ/մոլ։

Էլեկտրոլիզով ջրային լուծույթներէլեկտրոդների պրոցեսները բարդանում են իոնների մրցակցության պատճառով (էլեկտրոլիզին կարող են մասնակցել նաև ջրի մոլեկուլները)։ Կաթոդում վերականգնումը պայմանավորված է մետաղի դիրքով ստանդարտ էլեկտրոդների պոտենցիալների շարքում:

Մետաղական կատիոնները, որոնց ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալն ավելի մեծ է, քան ջրածինը (Cu2+-ից մինչև Au3+), էլեկտրոլիզի ժամանակ գրեթե ամբողջությամբ կրճատվում են կաթոդում։ Me n+ + nē →Me Մետաղական կատիոնները ցածր ստանդարտ էլեկտրոդային պոտենցիալով (Li2+ մինչև Al3+ ներառյալ) կաթոդում չեն կրճատվում, փոխարենը կրճատվում են ջրի մոլեկուլները: 2H2O + 2ē → H2 + 2OH- Մետաղական կատիոնները, որոնք ունեն ստանդարտ էլեկտրոդի պոտենցիալ ավելի փոքր, քան ջրածինը, բայց ավելի մեծ, քան ալյումինինը (Mn2+-ից մինչև H), ջրի մոլեկուլների հետ միաժամանակ վերականգնվում են կաթոդում էլեկտրոլիզի ժամանակ: Me n+ + nē → Me 2H2O + 2ē → H2 + 2OH- Լուծույթում մի քանի կատիոնների առկայության դեպքում կաթոդի վրա առաջին հերթին կրճատվում են ամենաքիչ ակտիվ մետաղի կատիոնները։

Նատրիումի սուլֆատի օրինակ (Na2SO4)

Na2SO4↔ 2Na++ SO42-

կաթոդ՝ 2H2O + 2e → H2 + 2OH-

անոդ՝ 2H2O - 4e → O2 + 4H+

4OH-- 4H+→ 4H2O

էլեկտրոլիզով հալվում էստացվում են բազմաթիվ ռեակտիվ մետաղներ։ Նատրիումի սուլֆատի հալեցման ժամանակ առաջանում են նատրիումի իոններ և սուլֆատ իոններ։

Na2SO4 → 2Na+ + SO42−

- նատրիումը ազատվում է կաթոդում.

Na+ + 1e− → Na

- թթվածինը և ծծմբի օքսիդը (VI) ազատվում են անոդում.

2SO42− − 4 e− → 2SO3 + О2

- ռեակցիայի ընդհանուր իոնային հավասարումը (կաթոդի գործընթացի հավասարումը բազմապատկվել է 4-ով)

4 Na+ + 2SO42− → 4 Na 0 + 2SO3 + O2

- ընդհանուր ռեակցիա.

4 Na2SO44 Na 0 + 2SO3 + O2

Հալած աղերի էլեկտրոլիզ

Բարձր ակտիվ մետաղներ (նատրիում, ալյումին, մագնեզիում, կալցիում և այլն) ստանալու համար, որոնք հեշտությամբ փոխազդում են ջրի հետ, օգտագործվում է հալած աղերի կամ օքսիդների էլեկտրոլիզ.

1. Պղնձի (II) քլորիդի հալոցի էլեկտրոլիզ:

Էլեկտրոդային պրոցեսները կարող են արտահայտվել որպես կես ռեակցիաներ.

K(-) կաթոդում: Сu 2+ + 2e = Cu 0 - կաթոդիկ կրճատում

A անոդում (+): 2Cl - - 2e \u003d Cl 2 - անոդային օքսիդացում

Նյութի էլեկտրաքիմիական տարրալուծման ընդհանուր ռեակցիան էլեկտրոդի երկու կիսա-ռեակցիաների գումարն է, իսկ պղնձի քլորիդի համար այն արտահայտվում է հավասարմամբ.

Cu 2+ + 2 Cl - \u003d Cu + Cl 2

Ալկալիների և օքսո թթուների աղերի էլեկտրոլիզի ընթացքում անոդում թթվածին է արտազատվում.

4OH - - 4e \u003d 2H 2 O + O 2

2SO 4 2– - 4e \u003d 2SO 3 + O 2

2. Կալիումի քլորիդի հալման էլեկտրոլիզ.

Լուծման էլեկտրոլիզ

Ռեդոքսային ռեակցիաների համակցությունը, որը տեղի է ունենում էլեկտրոդների վրա էլեկտրոլիտային լուծույթներում կամ հալվում է, երբ դրանց միջով էլեկտրական հոսանք է անցնում, կոչվում է էլեկտրոլիզ։

Ընթացիկ աղբյուրի «-» կաթոդի վրա տեղի է ունենում լուծույթից կամ հալոցքից էլեկտրոններ կատիոններին փոխանցելու գործընթացը, հետևաբար կաթոդը «վերականգնող նյութ» է։

«+» անոդում էլեկտրոնները դուրս են գալիս անիոնների միջոցով, ուստի անոդը «օքսիդացնող նյութ» է:

Էլեկտրոլիզի ընթացքում մրցակցային գործընթացները կարող են տեղի ունենալ ինչպես անոդում, այնպես էլ կաթոդում:

Երբ էլեկտրոլիզն իրականացվում է իներտ (ոչ սպառվող) անոդի միջոցով (օրինակ՝ գրաֆիտ կամ պլատին), որպես կանոն, մրցակցում են երկու օքսիդատիվ և երկու վերականգնողական գործընթացներ.
անոդում - անիոնների և հիդրօքսիդի իոնների օքսիդացում,
կաթոդում - կատիոնների և ջրածնի իոնների կրճատում:

Երբ էլեկտրոլիզն իրականացվում է ակտիվ (սպառվող) անոդի միջոցով, գործընթացը դառնում է ավելի բարդ, և էլեկտրոդների վրա մրցակցող ռեակցիաներն են.
անոդում - անիոնների և հիդրօքսիդի իոնների օքսիդացում, մետաղի անոդային տարրալուծում - անոդի նյութ;
կաթոդում - աղի կատիոնի և ջրածնի իոնների կրճատում, մետաղի կատիոնների կրճատում, որը ստացվում է անոդը լուծելով:

Անոդում և կաթոդում ամենահավանական գործընթացը ընտրելիս պետք է ելնել այն դիրքից, որ ամենաքիչ էներգիայի սպառում պահանջող ռեակցիան կշարունակվի: Բացի այդ, իներտ էլեկտրոդով աղի լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ անոդում և կաթոդում առավել հավանական գործընթացը ընտրելու համար օգտագործվում են հետևյալ կանոնները.

1. Անոդում կարող են առաջանալ հետևյալ ապրանքները.

ա) SO 4 2-, NO - 3, PO 4 3- անիոններ պարունակող լուծույթների, ինչպես նաև անոդի վրա ալկալային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ ջուրը օքսիդանում է և թթվածին է արտազատվում.

A + 2H 2 O - 4e - \u003d 4H + + O 2

բ) անիոնների օքսիդացման ժամանակ արտազատվում են համապատասխանաբար Cl - , Br - , I - քլոր, բրոմ, յոդ.

A + Cl - + e - \u003d Cl 0

2. Կաթոդի վրա կարող են առաջանալ հետևյալ ապրանքները.

ա) Ալ 3+-ից ձախ մի շարք լարումների մեջ պարունակող իոններ պարունակող աղային լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդի վրա ջուրը կրճատվում է, և ջրածինը ազատվում է.

K - 2H 2 O + 2e - \u003d H 2 + 2OH -

բ) եթե մետաղի իոնը գտնվում է ջրածնի աջ կողմում գտնվող լարման շարքում, ապա մետաղը ազատվում է կաթոդում:

K - Me n + + ne - \u003d Me 0

գ) աղի լուծույթների էլեկտրոլիզի ժամանակ, որոնք պարունակում են իոններ, որոնք տեղակայված են Al +-ի և H+-ի միջև մի շարք լարումների մեջ, կաթոդում կարող են տեղի ունենալ ինչպես կատիոնների կրճատման, այնպես էլ ջրածնի էվոլյուցիայի մրցակցային գործընթացներ:

Օրինակ՝ իներտ էլեկտրոդների վրա արծաթի նիտրատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ

Արծաթի նիտրատի տարանջատում.

AgNO 3 \u003d Ag + + NO 3 -

AgNO 3-ի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզի ժամանակ կաթոդում վերականգնվում են Ag + իոնները, իսկ անոդում ջրի մոլեկուլները օքսիդանում են.

Կաթոդ՝ Ag + + e = A g

Անոդ՝ 2H 2 O - 4e \u003d 4H + + O 2

Ամփոփիչ հավասարում.________________________________________________

4AgNO 3 + 2H 2 O \u003d 4Ag + 4HNO 3 + O 2

Կազմել ջրային լուծույթների էլեկտրոլիզի սխեմաներ՝ ա) պղնձի սուլֆատ. բ) մագնեզիումի քլորիդ; գ) կալիումի սուլֆատ.

Բոլոր դեպքերում էլեկտրոլիզն իրականացվում է ածխածնային էլեկտրոդների միջոցով:

Օրինակ՝ իներտ էլեկտրոդների վրա պղնձի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ

Պղնձի քլորիդի տարանջատում.

CuCl 2 ↔ Сu 2+ + 2Cl -

Լուծույթը պարունակում է Cu 2+ և 2Cl - իոններ, որոնք էլեկտրական հոսանքի ազդեցությամբ ուղղվում են համապատասխան էլեկտրոդներին.

Կաթոդ - Cu 2+ + 2e = Cu 0

Անոդ + 2Cl - - 2e = Cl 2

_______________________________

CuCl 2 \u003d Cu + Cl 2

Մետաղական պղինձն արտազատվում է կաթոդում, իսկ քլոր գազը՝ անոդում։

Եթե ​​CuCl 2 լուծույթի էլեկտրոլիզի դիտարկված օրինակում որպես անոդ վերցվում է պղնձի թիթեղը, ապա պղինձն ազատվում է կաթոդում, իսկ անոդում, որտեղ տեղի են ունենում օքսիդացման պրոցեսներ, Cl 0 իոնները լիցքաթափելու և քլորի արտազատման փոխարեն։ , անոդը (պղինձը) օքսիդացված է։

Այս դեպքում անոդն ինքնին լուծվում է, և Cu 2+ իոնների տեսքով այն անցնում է լուծույթի։

CuCl 2-ի էլեկտրոլիզը լուծելի անոդով կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

Լուծվող անոդով աղի լուծույթների էլեկտրոլիզը վերածվում է անոդի նյութի օքսիդացման (դրա լուծարման) և ուղեկցվում է մետաղի անոդից կաթոդ տեղափոխմամբ։ Այս հատկությունը լայնորեն կիրառվում է մետաղների աղտոտումից զտելու (մաքրման) ժամանակ։

Օրինակ՝ մագնեզիումի քլորիդի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ իներտ էլեկտրոդների վրա

Մագնեզիումի քլորիդի տարանջատումը ջրային լուծույթում.

MgCl 2 ↔ Mg 2+ + 2Cl -

Մագնեզիումի իոնները չեն կարող կրճատվել ջրային լուծույթում (ջուրը կրճատվում է), քլորիդ իոնները օքսիդացված են։

Էլեկտրոլիզի սխեման.

Օրինակ՝ իներտ էլեկտրոդների վրա պղնձի սուլֆատի ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ

Լուծման մեջ պղնձի սուլֆատը տարանջատվում է իոնների.

CuSO 4 \u003d Cu 2+ + SO 4 2-

Պղնձի իոնները կարող են կրճատվել կաթոդում ջրային լուծույթում:

Ջրային լուծույթում սուլֆատի իոնները օքսիդացված չեն, ուստի ջուրը կօքսիդանա անոդում:

Էլեկտրոլիզի սխեման.

Ակտիվ մետաղի աղի և թթվածին պարունակող թթվի (K 2 SO 4) ջրային լուծույթի էլեկտրոլիզ իներտ էլեկտրոդների վրա

Օրինակ՝ կալիումի սուլֆատի տարանջատումը ջրային լուծույթում.

K 2 SO 4 \u003d 2K + + SO 4 2-

Կալիումի իոնները և սուլֆատի իոնները չեն կարող լիցքաթափվել էլեկտրոդների վրա ջրային լուծույթում, հետևաբար, կաթոդում տեղի կունենա վերականգնում, իսկ անոդում ջուրը կօքսիդանա:

Էլեկտրոլիզի սխեման.

կամ, հաշվի առնելով, որ 4H + + 4OH - \u003d 4H 2 O (իրականացվում է խառնելով),

H 2 O 2H 2 + O 2

Եթե ​​էլեկտրական հոսանք անցնում է ակտիվ մետաղի աղի և թթվածին պարունակող թթվի ջրային լուծույթով, ապա թթվային մնացորդի ոչ մետաղական կատիոնները, ոչ էլ իոնները չեն լիցքաթափվում։

Ջրածինը արտազատվում է կաթոդում, իսկ թթվածինը` անոդում, իսկ էլեկտրոլիզը վերածվում է ջրի էլեկտրոլիտիկ տարրալուծման:

Նատրիումի հիդրօքսիդի հալված էլեկտրոլիզ

Ջրի էլեկտրոլիզը միշտ իրականացվում է իներտ էլեկտրոլիտի առկայության դեպքում (շատ թույլ էլեկտրոլիտի՝ ջրի էլեկտրական հաղորդունակությունը բարձրացնելու համար).

Ֆարադայի օրենքը

Էլեկտրական հոսանքի ազդեցության տակ ձևավորված նյութի քանակի կախվածությունը ժամանակից, հոսանքի ուժից և էլեկտրոլիտի բնույթից կարող է սահմանվել Ֆարադեյի ընդհանրացված օրենքի հիման վրա.

որտեղ m-ը էլեկտրոլիզի ընթացքում առաջացած նյութի զանգվածն է (g);

E - նյութի համարժեք զանգված (գ / մոլ);

M-ը նյութի մոլային զանգվածն է (գ/մոլ);

n-ը տրված կամ ստացված էլեկտրոնների թիվն է.

I - ընթացիկ ուժ (A); t-ը գործընթացի (ների) տեւողությունն է.

F - Ֆարադեյի հաստատունը, որը բնութագրում է նյութի 1 համարժեք զանգված ազատելու համար պահանջվող էլեկտրաէներգիայի քանակը (F = 96,500 C/մոլ = 26,8 Ահ/մոլ):

Անօրգանական միացությունների հիդրոլիզ

Աղի իոնների փոխազդեցությունը ջրի հետ, որը հանգեցնում է թույլ էլեկտրոլիտի մոլեկուլների առաջացմանը, կոչվում է աղի հիդրոլիզ։

Եթե ​​աղը դիտարկենք որպես թթվով հիմքի չեզոքացման արդյունք, ապա աղերը կարելի է բաժանել չորս խմբի, որոնցից յուրաքանչյուրի համար հիդրոլիզը կշարունակվի յուրովի։

1. Հզոր հիմքով և ուժեղ թթվով KBr, NaCl, NaNO 3) առաջացած աղը հիդրոլիզ չի անցնի, քանի որ այս դեպքում թույլ էլեկտրոլիտ չի առաջանում։ Միջավայրի արձագանքը մնում է չեզոք:

2. Թույլ հիմքով և ուժեղ թթվով FeCl 2, NH 4 Cl, Al 2 (SO 4) 3, MgSO 4 ձևավորված աղում կատիոնը ենթարկվում է հիդրոլիզի.

FeCl 2 + HOH → Fe(OH)Cl + HCl

Fe 2+ + 2Cl - + H + + OH - → FeOH + + 2Cl - + H +

Հիդրոլիզի արդյունքում առաջանում է թույլ էլեկտրոլիտ, H + իոն և այլ իոններ։ լուծույթի pH< 7 (раствор приобретает кислую реакцию).

3. Ուժեղ հիմքից և թույլ թթվից առաջացած աղը (KClO, K 2 SiO 3, Na 2 CO 3, CH 3 COONa) անցնում է անիոնային հիդրոլիզ, որի արդյունքում առաջանում է թույլ էլեկտրոլիտ, հիդրօքսիդ իոն և այլ իոններ։

K 2 SiO 3 + HOH → KHSiO 3 + KOH

2K + +SiO 3 2- + H + + OH - → HSiO 3 - + 2K + + OH -

Նման լուծույթների pH-ը > 7 է (լուծույթը ձեռք է բերում ալկալային ռեակցիա)։

4. Թույլ հիմքից և թույլ թթվից առաջացած աղը (CH 3 COONH 4, (NH 4) 2 CO 3, Al 2 S 3) հիդրոլիզվում է ինչպես կատիոնի, այնպես էլ անիոնի կողմից։ Արդյունքում առաջանում են ցածր տարանջատվող հիմք և թթու։ Նման աղերի լուծույթների pH-ը կախված է թթվի և հիմքի հարաբերական ուժից։

Թույլ թթվի և ուժեղ հիմքի աղի հիդրոլիզի ռեակցիաների համար հավասարումներ գրելու ալգորիթմ

Աղերի հիդրոլիզի մի քանի տարբերակ կա.

1. Թույլ թթվի և ուժեղ հիմքի աղի հիդրոլիզը (CH 3 COONa, KCN, Na 2 CO 3):

Օրինակ 1 Նատրիումի ացետատի հիդրոլիզ:

կամ CH 3 COO - + Na + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + Na + + OH -

CH 3 COO - + H 2 O ↔ CH 3 COOH + OH -

Քանի որ քացախաթթուն թույլ տարանջատվում է, ացետատ իոնը կապում է H + իոնը, և ջրի տարանջատման հավասարակշռությունը տեղափոխվում է աջ՝ Լե Շատելիեի սկզբունքով։

OH - իոնները կուտակվում են լուծույթում (pH > 7)

Եթե ​​աղը ձևավորվում է պոլիբազային թթվով, ապա հիդրոլիզն ընթանում է փուլերով։

Օրինակ՝ կարբոնատային հիդրոլիզը՝ Na 2 CO 3

I փուլ՝ CO 3 2– + H 2 O ↔ HCO 3 – + OH –

II փուլ՝ HCO 3 - + H 2 O ↔ H 2 CO 3 + OH -

Na 2 CO 3 + H 2 O \u003d NaHCO 3 + NaOH

Սովորաբար գործնական նշանակություն ունի միայն առաջին փուլով անցնող գործընթացը, որը, որպես կանոն, սահմանափակվում է աղերի հիդրոլիզը գնահատելիս։

Երկրորդ փուլում հիդրոլիզի հավասարակշռությունը զգալիորեն տեղափոխվում է ձախ՝ համեմատած առաջին փուլի հավասարակշռության հետ, քանի որ առաջին փուլում ձևավորվում է ավելի թույլ էլեկտրոլիտ (HCO 3 -), քան երկրորդում (H 2 CO 3)

Օրինակ 2. Ռուբիդիումի օրթոֆոսֆատի հիդրոլիզ.

1. Որոշեք հիդրոլիզի տեսակը.

Rb3PO4 ↔ 3Rb + + PO 4 3–

Ռուբիդիումը ալկալիական մետաղ է, նրա հիդրօքսիդը ուժեղ հիմք է, ֆոսֆորաթթուն, հատկապես տարանջատման երրորդ փուլում, որը համապատասխանում է ֆոսֆատների առաջացմանը, թույլ թթու է։

Անիոնային հիդրոլիզ է տեղի ունենում:

PO 3- 4 + H–OH ↔ HPO 2- 4 + OH – .

Ապրանքներ - հիդրոֆոսֆատ և հիդրօքսիդ իոններ, միջին - ալկալային:

3. Մենք կազմում ենք մոլեկուլային հավասարում.

Rb 3 PO 4 + H 2 O ↔ Rb 2 HPO 4 + RbOH:

Ստացանք թթվային աղ՝ ռուբիդիումի ջրածնային ֆոսֆատ։

Ուժեղ թթվի և թույլ հիմքի աղի հիդրոլիզի ռեակցիաների համար հավասարումներ գրելու ալգորիթմ

2. Ուժեղ թթվի և թույլ հիմքի աղի հիդրոլիզը՝ NH 4 NO 3, AlCl 3, Fe 2 (SO 4) 3։

Օրինակ 1. Ամոնիումի նիտրատի հիդրոլիզ:

NH 4 + + NO 3 - + H 2 O ↔ NH 4 OH + NO 3 - + H +

NH 4 + + H 2 O ↔ NH 4 OH + H +

Բազմապատկված լիցքավորված կատիոնի դեպքում հիդրոլիզն ընթանում է փուլերով, օրինակ.

I փուլ՝ Cu 2+ + HOH ↔ CuOH + + H +

II փուլ՝ CuOH + + HOH ↔ Cu(OH) 2 + H +

CuCl 2 + H 2 O \u003d CuOHCl + HCl

Այս դեպքում ջրածնի իոնների կոնցենտրացիան և միջավայրի pH-ն լուծույթում նույնպես որոշվում են հիմնականում հիդրոլիզի առաջին փուլով։

Օրինակ 2 Պղնձի (II) սուլֆատի հիդրոլիզ

1. Որոշեք հիդրոլիզի տեսակը. Այս փուլում անհրաժեշտ է գրել աղի դիսոցման հավասարումը.

CuSO4 ↔ Cu 2+ + SO2-4.

Աղ առաջանում է թույլ հիմքի կատիոնից (ընդգծված) և ուժեղ թթվի անիոնից։ Հիդրոլիզը տեղի է ունենում կատիոնում:

2. Գրում ենք իոնային հիդրոլիզի հավասարումը, որոշում շրջակա միջավայրը.

Cu 2+ + H-OH ↔ CuOH + + H +:

Առաջանում են հիդրոքսոմպեր(II) կատիոն և ջրածնի իոն, միջավայրը թթվային է։

3. Կազմում ենք մոլեկուլային հավասարում.

Պետք է հաշվի առնել, որ նման հավասարման կազմումը որոշակի ֆորմալ խնդիր է։ Լուծման մեջ առկա դրական և բացասական մասնիկներից մենք կազմում ենք չեզոք մասնիկներ, որոնք գոյություն ունեն միայն թղթի վրա: Այս դեպքում մենք կարող ենք բանաձևը (CuOH) դարձնել 2 SO 4, բայց դրա համար մենք պետք է մտովի բազմապատկենք մեր իոնային հավասարումը երկուսով:

Մենք ստանում ենք.

2CuSO 4 + 2H 2 O ↔ (CuOH) 2 SO 4 + H 2 SO 4:

Խնդրում ենք նկատի ունենալ, որ ռեակցիայի արտադրանքը պատկանում է հիմնական աղերի խմբին: Հիմնական աղերի անվանումները, ինչպես նաև միջին աղերի անվանումները պետք է կազմված լինեն անիոնի և կատիոնի անվանումներից, այս դեպքում աղը կանվանենք «հիդրոքսոմեդի(II) սուլֆատ»։

Թույլ թթվի և թույլ հիմքի աղի հիդրոլիզի ռեակցիաների համար հավասարումներ գրելու ալգորիթմ

3. Թույլ թթվի և թույլ հիմքի աղի հիդրոլիզը.

Օրինակ 1 Ամոնիումի ացետատի հիդրոլիզ:

CH 3 COO - + NH 4 + + H 2 O ↔ CH 3 COOH + NH 4 OH

Այս դեպքում առաջանում են երկու թեթեւակի տարանջատված միացություններ, և լուծույթի pH-ը կախված է թթվի և հիմքի հարաբերական ուժից։

Եթե ​​հիդրոլիզի արտադրանքը կարող է հեռացվել լուծույթից, օրինակ, նստվածքի կամ գազային նյութի տեսքով, ապա հիդրոլիզը անցնում է ավարտին։

Օրինակ 2 Ալյումինի սուլֆիդի հիդրոլիզ:

Al 2 S 3 + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 + 3H 2 S

2A l 3+ + 3 S 2- + 6H 2 O \u003d 2Al (OH) 3 (նստվածք) + ZN 2 S (գազ)

Օրինակ 3 Ալյումինի ացետատի հիդրոլիզ

1. Որոշեք հիդրոլիզի տեսակը.

Al (CH 3 COO) 3 = Ալ 3+ + 3Չ 3 COO – .

Աղ առաջանում է թույլ հիմքի կատիոնից և թույլ թթվի անիոններից։

2. Գրում ենք իոնային հիդրոլիզի հավասարումները, որոշում շրջակա միջավայրը.

Al 3+ + H–OH ↔ AlOH 2+ + H +,

CH 3 COO - + H-OH ↔ CH 3 COOH + OH - .

Հաշվի առնելով, որ ալյումինի հիդրօքսիդը շատ թույլ հիմք է, մենք ենթադրում ենք, որ հիդրոլիզը կատիոնում ընթանալու է ավելի մեծ չափով, քան անիոնում։ Հետեւաբար, լուծույթում կլինի ջրածնի իոնների ավելցուկ, իսկ միջավայրը կլինի թթվային։

Մի փորձեք այստեղ կազմել ռեակցիայի ընդհանուր հավասարումը: Երկու ռեակցիաներն էլ շրջելի են, ոչ մի կերպ կապված չեն միմյանց հետ, և նման գումարումն անիմաստ է։

3 . Մենք կազմում ենք մոլեկուլային հավասարումը.

Al (CH 3 COO) 3 + H 2 O \u003d AlOH (CH 3 COO) 2 + CH 3 COOH:

Սա նաև պաշտոնական վարժություն է՝ աղերի և դրանց անվանակարգի ձևավորմանը մարզելու համար: Ստացված աղը կկոչվի հիդրոքսոալյումինի ացետատ։

Ուժեղ թթվի և ուժեղ հիմքի աղի հիդրոլիզի ռեակցիաների համար հավասարումներ գրելու ալգորիթմ

4. Ուժեղ թթվից և ամուր հիմքից առաջացած աղերը հիդրոլիզ չեն անցնում, քանի որ միակ ցածր դիսոցացվող միացությունը H 2 O է:

Ուժեղ թթվի և ամուր հիմքի աղը հիդրոլիզ չի անցնում, և լուծույթը չեզոք է։