Электролиз следующих растворов ni2so4

Калинина Мария Игоревна

Преподаватель химии СУНЦ МГУ

Проверено учителем

При электролизе водного раствора сульфата никеля(II) ( NiSO4cap N i cap S cap O sub 4) процессы на электродах зависят от материала самих электродов (инертные или активные). Ниже представлен разбор для наиболее часто встречающегося случая — электролиза с инертными анодами (например, графитовыми или платиновыми). 1. Диссоциация в растворе В водном растворе соль распадается на ионы, также присутствуют молекулы воды:

  • NiSO4Ni2++SO42cap N i cap S cap O sub 4 right arrow cap N i raised to the 2 plus power plus cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power H2OH++OHcap H sub 2 cap O is in equilibrium with cap H raised to the positive power plus cap O cap H raised to the negative power

2. Процессы на катоде (–) На катоде конкурируют ионы никеля и молекулы воды. Поскольку никель находится в ряду напряжений металлов после алюминия, но до водорода (средней активности), на электроде протекают параллельные реакции:

  1. Восстановление никеля: Ni2++2eNi0cap N i raised to the 2 plus power plus 2 e raised to the negative power right arrow cap N i to the 0 power (основной процесс) Восстановление водорода: 2H2O+2eH2+2OH2 cap H sub 2 cap O plus 2 e raised to the negative power right arrow cap H sub 2 up arrow positive 2 cap O cap H raised to the negative power (побочный процесс)
На практике на катоде выделяется металлический никель в виде плотного слоя.

3. Процессы на аноде (+) Сульфат-ион ( SO42cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power) является кислородсодержащим анионом, поэтому он не окисляется. Вместо него происходит окисление воды:

  • 2H2O4eO2+4H+2 cap H sub 2 cap O minus 4 e raised to the negative power right arrow cap O sub 2 up arrow positive 4 cap H raised to the positive power

4. Суммарное уравнение электролиза С учетом того, что в растворе остаются ионы H+cap H raised to the positive power и SO42cap S cap O sub 4 raised to the 2 minus power, образуется серная кислота: 2NiSO4+2H2Oэлектролиз2Ni+O2+2H2SO42 cap N i cap S cap O sub 4 plus 2 cap H sub 2 cap O 2 cap N i plus cap O sub 2 up arrow positive 2 cap H sub 2 cap S cap O sub 4 Особенности процесса при разных анодах

Тип анода Что происходит на анодеИтог процесса
Инертный (графит)Выделение кислорода ( O2cap O sub 2)Раствор закисляется ( H2SO4cap H sub 2 cap S cap O sub 4), концентрация соли падает.
Активный (никелевый)Растворение анода: Ni02eNi2+cap N i to the 0 power minus 2 e raised to the negative power right arrow cap N i raised to the 2 plus powerПеренос металла с анода на катод (рафинирование никеля).

Резюме При электролизе NiSO4cap N i cap S cap O sub 4 с инертными электродами:

  • На катоде выделяется металлический никель.
  • На аноде выделяется газообразный кислород.
  • В растворе накапливается серная кислота, pH среды снижается.

Я могу составить для вас аналогичный разбор для электролиза расплава этой соли или рассчитать массу выделившегося никеля по закону Фарадея.

Форма ответа

Ваш аватар