1. Create a diagram of the electrolysis of the solution and write the equations for the processes occurring
1. Create a diagram of the electrolysis of the solution and write the equations for the processes occurring on the electrodes. Confirm the cathodic process with calculations.
2. Calculate the masses (for gases - volume at standard conditions) of the substances that have separated out on the electrodes. The solution is Ni(NO3)2, the cathode is nickel, the anode is nickel, and the overvoltage of hydrogen is η = 0.62. pH
2. Calculate the masses (for gases - volume at standard conditions) of the substances that have separated out on the electrodes. The solution is Ni(NO3)2, the cathode is nickel, the anode is nickel, and the overvoltage of hydrogen is η = 0.62. pH
Дмитрий 46
Задача 1: Создайте диаграмму электролиза раствора и напишите уравнения для процессов, происходящих на электродах. Подтвердите катодический процесс расчетами.При электролизе раствора Ni(NO3)2 с использованием никелевого катода и никелевого анода происходят следующие процессы:
На катоде:
Ni^2+ + 2e^- -> Ni
На аноде:
2H2O -> O2 + 4H+ + 4e^-
На катоде и аноде происходит окислительно-восстановительная реакция. На катоде происходит восстановление никеля из ионов Ni^2+ с получением металлического никеля, а на аноде происходит окисление воды с выделением кислорода.
Чтобы подтвердить катодический процесс расчетами, вычислим количество вещества, осаждающегося на катоде.
Масса вещества, осажденного на катоде, может быть определена с использованием закона Фарадея:
m = (Q * M) / (n * F)
где:
m - масса вещества на катоде
Q - заряд, протекший через катод (в кулонах)
M - молярная масса осажденного вещества (в г/моль)
n - количество электронов, участвующих в реакции
F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль)
В данном случае, исходя из уравнения реакции на катоде, n = 2, M - молярная масса никеля (58,693 г/моль), F - постоянная Фарадея.
Теперь, чтобы рассчитать заряд Q, воспользуемся уравнением:
Q = I * t
где:
Q - заряд (в кулонах)
I - сила тока (в амперах)
t - время (в секундах)
Теперь мы можем подставить все значения в формулу для массы вещества на катоде:
m = (I * t * M) / (2 * F)
Это позволит нам рассчитать массу никеля, осаждающегося на катоде.
Задача 2: Рассчитайте массы (для газов - объем при стандартных условиях) веществ, осаждающихся на электродах.
Для рассчета массы вещества, осаждающегося на электродах, воспользуемся уравнением:
m = (Q * M) / (n * F)
где:
m - масса вещества на электроде
Q - заряд, протекший через электрод (в кулонах)
M - молярная масса осажденного вещества (в г/моль)
n - количество электронов, участвующих в реакции
F - постоянная Фарадея (96,485 Кл/моль)
Для расчета массы на катоде используем полученное значение заряда Q и молярную массу никарда. А для расчета массы на аноде воспользуемся зарядом Q и молярной массой выделяющегося кислорода.
Зная все необходимые значения, мы можем рассчитать массы веществ, которые осаждаются на электродах.