Лабораторна робота № 7

Електроліз розчинів солей.

Основні теоретичні питання. Основні закономірності протікання електродних процесів при електролізі; процеси, що відбуваються на аноді і катоді при проведенні електролізу; галузі застосування електролізу в практиці.

Мета роботи: дослідити протікання електродних процесів при електролізі водних розчинів солей.

Обладнання і реактиви. Джерело постійного струму; графітові електроди, скляний електролізер; наждачний папір; металева платівка; фенолфталеїн; крохмальний клейстер; розчини SnCl₂, KI, Na₂SO₄, лакмусу, CuSO₄, NaOH, H₂SO₄.

Дослід 1. Електроліз станум (іі) хлориду .

Заповнити електролізер розчином станум (ІІ) хлориду. В обидва коліна електролізера опустити графітові електроди і сполучити їх з джерелом постійного струму. Спостерігати на катоді появу блискучих кристалів металічного олова. Окислення чи відновлення олова відбувається на катоді? Написати рівняння катодного процесу. Довести утворення вільного хлору на аноді, для чого через 4-5 хвилин пропускання електричного струму вийняти анод з електролізера, додати в анодний простір по 3-4 краплі розчинів KІ і крохмального клейстера. Спостерігати появу синього забарвлення. Записати рівняння анодного процесу. Описати явища, що спостерігаються і відповісти на поставлені в ході роботи питання.

Дослід 2. «Електрохімічний олівець».

Приготувати розчин KI і фенолфталеїну. Змочити цим розчином фільтрувальний папір і покласти його на металеву платівку. Приєднати платівку дротом до одного з полюсів джерела струму. «Електрохімічний олівець», що являє собою товстий мідний дріт, заізольований з одного боку, приєднати до іншого полюсу джерела струму. Не включаючи джерело струму, впевнитись, що при проводженні «олівця» по паперу напис не виникає. Включити джерело струму і зробити напис на папері. Якого кольору напис? До якого полюсу приєднаний «олівець»? Змінити полюсність «олівця» і платівки. Зробити напис на папері. Якого кольору напис і до якого полюсу підключений олівець?

Записати відповідні рівняння електродних реакцій, дати пояснення зміни кольору напису в залежності від полюсності «олівця». Чому через деякий час напис на папері зникає? Написати рівняння відповідної реакції.

Дослід 3. Електроліз розчину натрій сульфата.

Змішати розчин Na₂SO₄ з нейтральним розчином лакмусу і залити одержаний розчин в електролізер. Пропустити через розчин електричний струм і відмітити зміну забарвлення в обох колінах електролізера.

Написати рівняння катодного і анодного процесів, що протікають при електролізі розчину Na₂SO_4. Які речовини виділяються на аноді і катоді? Пояснити зміну забарвлення лакмусу в катодному і анодному просторах.

Дослід 4. Електроліз розчину солі купруму з графітовими і мідними електродами.

Налити в електролізер розчин CuSO₄, опустити в нього графітові електроди і пропустити через розчин електричний струм. Через декілька хвилин припинити електроліз і відмітити на катоді червоний наліт міді. Написати рівняння анодного і катодного процесів. Який газ виділяється на катоді?

Поміняти місцями електроди в електроліті, внаслідок чого анод буде покритим міддю. Знову пропустити електричний струм. Що відбувається з міддю на аноді? Яка речовина виділяється на катоді?Написати рівняння анодного і катодного процесів.

Описати явища, що спостерігаються, записати рівняння відповідних реакцій. Відповісти на поставлені питання.

Контрольні питання:

1. Написати рівняння реакцій катодного і анодного процесів, що протікають при електролізі вказаних нижче водних розчинів з графітовими електродами:

   1. нікол (ІІ)хлориду;

   2. кальцій нітрату;

   3. натрій гідроксиду;

   4. ферум (ІІ)сульфат);

   5. сульфатної кислоти.

2. Струм силою 1,5 А проходить послідовно через розчини ферум (ІІ)сульфату і ферум (ІІІ)хлориду протягом години. Визначити масу феруму, що виділився в кожному випадку.

3. Протягом якого часу треба пропускати через розчин електроліту електричний струм силою 5 А, щоб виділити одну еквівалентну масу металу?

4. Проходячи через розчин електроліту, струм силою 0,5 А за 1 годину виділяє 0,55 г металу. Визначити еквівалентну масу цього металу.