6. Написать уравнения реакций, протекающих при электролизе раствора CdCl₂ с нерастворимым Pt анодом. Рассчитать количество веществ, выделившихся на электродах через 1 час при силе тока 6,7 А. Как изменится масса анода, если платину (Pt) заменить на кадмий (Cd).

Электролиз раствора CdCl₂ с инертным платиновым анодом:

Диссоциация: \(\text{CdCl}_2 \rightarrow \text{Cd}^{2+} + 2\text{Cl}^-\)

На катоде (–): \(\text{Cd}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Cd}\) (восстановление, выделяется металлический кадмий)

На аноде (+): \(2\text{Cl}^- - 2e^- \rightarrow \text{Cl}_2\) (окисление, выделяется газообразный хлор)

Суммарное уравнение: \(\text{CdCl}_2 \rightarrow \text{Cd} + \text{Cl}_2\)

Расчёт количеств веществ через 1 час (3600 с) при силе тока 6,7 А:

Заряд: \(Q = I \cdot t = 6{,}7 \cdot 3600 = 24120 \, \text{Кл}\)

Число Фарадея \(F \approx 96485 \, \text{Кл/моль}\). Количество электронов: \(n(e^-) = \frac{24120}{96485} \approx 0{,}25 \, \text{моль}\)

По уравнениям: на 1 моль Cd и 1 моль Cl₂ требуется 2 моль электронов, поэтому:

\(n(\text{Cd}) = n(\text{Cl}_2) = \frac{0{,}25}{2} = 0{,}125 \, \text{моль}\)

Масса кадмия: \(m(\text{Cd}) = 0{,}125 \cdot 112{,}41 \approx 14{,}05 \, \text{г}\)

Масса хлора: \(m(\text{Cl}_2) = 0{,}125 \cdot 70{,}9 \approx 8{,}86 \, \text{г}\)

Если заменить платиновый анод на кадмиевый, анод становится растворимым. На аноде будет происходить окисление самого кадмия: \(\text{Cd} - 2e^- \rightarrow \text{Cd}^{2+}\). Масса анода будет уменьшаться, так как кадмий переходит в раствор. Количество растворённого кадмия равно количеству выделившегося на катоде, поэтому масса анода уменьшится примерно на 14,05 г.

0 0 Пожаловаться